表6 在N2气氛下,多种样品热降解的表面活化能
样品
0.05 90.9 141.7 128.3 112.4 73.7
0.10 110.7 142.4 148.3 176.8 92.8
0.20 125.8 135.2 142.0 145.9 193.8
MFR LDPE0F LDPE10F LDPE20F LDPE25F
活化能Eα(KJ/min)
转换,αa
0.30 0.40 0.50 0.60 143.9 153.0 68.5 85.2 136.1 137.8 135.7 135.6 140.8 139.9 139.9 140.4 142.9 146.4 147.5 147.4 163.6 154.7 148.6 146.3
0.70
100.7 134.0 135.5 148.6 141.2 0.80 0.90 108.9 - 133.6 128.9 132.4 125.3 149.3 116.8 120.1 -
a:???100?TGA中剩余wt(%)?/100
表7 烟密度测定中计算出的极限氧指数和多种参数
样品
LDPE0F LDPE0F LDPE0F LDPE0F LDPE0F tD16(S) 304 208 182 141 126 Dm 141 77 105 107 123 R 19.0 6.8 11.3 12.5 16.9 SOI 5.3 1.5 3.9 5.7 9.9 LOI 21.0 21.4 22.8 23.0 23.6
a:tD16,到达特定烟气密度等于16所需的时间;Dm:最大烟密度;R:烟密度的增加速率;SOI:能见度下降指数或烟透光指数;LOI:极限氧指数。
图7 不同加热速率下LDPE10F共混物热降解曲线
图8 LDPE10F共混物几条加热速率对数(A)-温度倒数(1/T)曲线的不同转换
图9在空气气氛、10℃/min加热速率下的多种LDPE共混物TGA曲线
3.6 拉伸力学性能
多种共混物的拉伸力学性能是在20mm/min的速度下测定的。随着MFR添加到20 phr,模量、极限拉伸强度和断裂伸长率都降低了(图10)。这是因为MFR的软包裹物分散在LDPE基体中,颗粒与基体之间没有任何很强的的键合。因此,这些MFR颗粒,比如孔洞,充当应力集中器的作用,它降低了LDPE的的力学性能。
图10 添加不同数量MFR后的多种LDPE共混物的拉伸力学性能
结论
(1)LDPE与一定量的MFR阻燃剂在Brabender转矩流变仪中共混熔融。我们发现,MFR以非常弱的界面粘结方式从LDPE基体中相脱离。
(2)X射线衍射图样显示了所有共混物添加达到25 phr MFR后的正交相聚乙烯晶体对应于(110)和(200)的两个峰值。此外,偏振光学显微镜显示了所有共混物的球状结构,然而,球的大小尺寸随MFR的添加逐渐减少。
(3)在从93℃-97℃不同温度的等温结晶条件下,随着MFR的添加,LDPE的结晶速率和结晶度提高。这是由于随着MFR低聚物的添加,粘度的减少和成核位置的增加数量的增加所导致的。
(4)在LDPE中添加MFR,最大速率降解温度,650℃时的残碳率和极限氧指数值所有增加。这些结果表明MFR的添加具有良好的阻燃性的作用。
(5)由于MFR的软包裹物和弱界面粘结,MFR添加剂降低了LDPE的拉伸力学性能。
致谢
作者感谢台湾中山科学技术研究院(CSIST)的资金支持。
参考文献
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