摘要
高密度聚乙烯(HDPE)因其具有价格低廉、易加工、耐环境应力开裂(ESCR)性能、稳定的型坯和吹胀性能等优点，应用领域非常广泛，尤其是在食品生产容器、工业瓶等各类大、中、小型中空吹塑制品中，2017年全国高密度聚乙烯生产总量达到423.09万吨，2018年达438.92万吨，且每年总产量按照3.7％左右增长率增长。但其也有遇有机物溶胀、透气性能差、盛装烃类与有机溶剂物质时易渗漏等缺陷，所以，需要对其运用物理或化学的方法进行功能性改性变成混合材料以拓宽其应用领域以满足对其高性能化和多功能化的需要。本文以独山子石化公司牌号为HD5502GA的高密度聚乙烯(HDPE)为基础树脂，以nano-MMT、改性nano-MMT（双十八烷基甲基氯化铵-XY-5）为填料，成核剂(HPN-210M，HPN-20E)、增韧剂(CZ-02)为助剂，通过熔融共混法制备出HDPE/纳米无机粒子吹塑成型专用料，并系统研究其微观形貌、力学性能、透光性能、阻隔性能等研究内容及结论如下: (1)通过粒径分布、X射线衍射方法对层状nano-MMT、nano-CaCO3的平均粒径、比表面积、层间距等进行对比分析，确定nano-MMT为HDPE/纳米无机粒子吹塑成型专用料的制备与性能研究的填料并为之后的研究提供基础数据。 (2)采用熔融共混法制备HDPE/nano-MMT吹塑成型专用料，并与纯HDPE料进行对比，结果表明:HDPE/nano-MMT复合材料较纯HDPE料的拉伸性能、抗冲击性能最大分别提升4.03％、5.87％，但氧气阻隔性能没有提高。 (3)探究了不同成核剂(HPN-210M、HPN-20E)对HDPE的增强实验，结果表明，当HDPE与HPN-210M质量比2000∶1为时，复合材料的拉伸性能提升8.6％，抗冲击性能提升28.47％，阻隔性能提升13.24％;当HDPE与HPN-20E质量比2000∶1时，其拉伸性能提升5.02％，抗冲击性能提升20.61％，当HDPE与HPN-20E质量比2000∶2时，其阻隔性能提升10.87％。 (4)探究了增韧剂(CZ-02)对HDPE基体材料的增强实验，结果表明:当CZ-02的质量分数为2％时，复合材料的最优拉伸强度和抗冲击强度较纯HDPE基体材料分别提高5.02％、31.47％。 (5)采用熔融共混法制备HDPE/改性nano-MMT吹塑成型专用料，并以(3)中HPN-210M以及(4)中CZ-02比例为助剂，结果表明:改性nano-MMT作为填料并添加适量的成核剂、增韧剂的复合材料较nano-MMT作为填料的复合材料其相容性更好、少团聚，更易形成阻隔层，同时熔融、结晶温度升高，热稳定性能、拉伸性能、抗冲击性能、透光性能、阻隔性能提高。HDPE/改性nano-MMT复合材料较纯HDPE料的拉伸性能、抗冲击性能、阻隔性能最大分别提升15.6％、5.37％、18.52％。
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