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注塑加工溫度為245℃,混合時間對共混合金的阻隔性影響很大,當混合時間為3min時,共混合金對幾種非極性溶劑的透過率都很低,說明阻隔性好,而混合時間加長到5min時,溶劑透過率顯著增大,共混物的阻隔性降低。HDPE/PA6的特點是具有優(yōu)良的阻隔性,較低的吸濕性,良好的低溫韌性。
由于物料混合塑化不良,特別是不利于PA6與相容劑之間的反應,兩相界面結合力不強,值得指出的是對于不同的PA6、HDPE共混體系其擠出溫度是不同的。在共混體系兩相熔融流動中,分散相球形顆粒需要受到適當?shù)募羟?,才能被拉伸變形。剪切力太小,不足以使PA6分散液滴取向、變形、拉伸、剪切;剪切力太大時,又會使分散相液滴破碎成細小均勻的液滴,使PA6呈粒狀分布。
在230℃時,HDPE的粘度小于PA6的粘度,兩組分粘度比>1,HDPE連續(xù)相將PA6分散包裹。剪切作用使PA6分散成液滴的可能性很小,而被拉伸長條的趨勢增加,因此PA6在HDPE基體中呈層狀分布結構。有人認為兩相粘度差越大,流動距離越長,界面形狀變化越顯著,當溫度高于242℃時<1,此時PA6熔體更易被拉斷,破碎成小尺寸滴液分散在HDPE中。
層狀結構的形成對其層厚有一定要求,層厚度與分散相尺寸和成型階段的拉伸程度有關,分散相粒徑在0.5-50為宜。分散相粒徑大小完全由剪切力作用大小來決定,羅干轉速低時,剪切力小,很多學者的研究表明,螺桿在轉速在30左右,能獲得良好的層狀結構。
熔融擠出溫度對合金形態(tài)結構的影響。擠出問題在230℃時,PA6分散相呈清晰層狀,分散于HDPE連續(xù)相中,PA6的相區(qū)尺寸大,層數(shù)也較多,層厚為5-20。當溫度為240℃時,PA6呈液滴狀分布在HDPE基體中。根據(jù)聚合物分層流動最小能量耗散原理,由低粘度組分環(huán)繞高粗度組分的皮芯結構比平展界面需要的能量要小。
HDPE/PA6合金中,PA6含量增加時,合金的拉伸強度提高,而沖擊強度下降,伸長率的變化則隨PA6含量增加先升高后降低。斷裂伸長率是對界面很敏感的力學性能。由于相容劑用量一定,PA6含量較少時,可與相容劑充分反應,相界面作用力強。斷裂伸長率高,當PA6用量繼續(xù)增加時,兩相問沒有足夠的增溶劑作用,相界面結合力變差,導致斷裂伸長率降低。
兩相相對粘度差越大,兩相界面形態(tài)變化越大,可見不同
注塑加工溫度所得到的合金形態(tài)存在較大差異。在確定共混擠出的溫度時,應對各組分的流變特性進行分析,不同相對分子質量的HDPE與PA6的流變特性均有一定的差異。溫度對HDPE、PA6的熔體粘度影響是不同的。PA6的粘度隨溫度的升高迅速下降,而HDPE的粘度下降速度十分緩慢,在242℃時,兩聚合物的粘度相同。
共混體在螺桿中的停留時間的長短會影響HDPE-PA6合金的形態(tài)結構。不相容共混體系的粒子、纖維、層狀結構、連續(xù)相的形態(tài)結構之間存在固有聯(lián)系,由粘度比、組成及混合時間的綜合效應所決定。物料在不同的共混條件下的停留時間對合金形態(tài)結構產(chǎn)生的影響不一定相同,但在一定范圍內,其變化不是很大。
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