聚乙烯/石蜡油共混体系动态流变行为和相容性

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.003

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (2): 13-18.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.003

聚乙烯/石蜡油共混体系动态流变行为和相容性

衡月(), 薛南翔, 陈壮鑫, 雷彩红(), 徐睿杰()

广东工业大学材料与能源学院，广东省储能材料与器件工程实验室，广州 510006

收稿日期:2021-09-30 出版日期:2022-02-26 发布日期:2022-02-23
通讯作者: 雷彩红（1975—），女，教授，从事聚合物薄膜的设计与制备研究，lch528@gdut.edu.cn
徐睿杰（1986—），男，讲师，从事聚合物结构与性能研究，xu565786@163.com
E-mail:2548168223@qq.com;lch528@gdut.edu.cn;xu565786@163.com;lch528@gdut.edu.cn
作者简介:衡月(1998—)，女，在读硕士研究生，从事湿法隔膜的设计和制备研究，2548168223@qq.com
基金资助:
低温闭孔功能湿法隔膜开发(502190112)

Dynamic rheological behavior and compatibility of polyethylene/paraffin oil blends

HENG Yue(), XUE Nanxiang, CHEN Zhuangxin, LEI Caihong(), XU Ruijie()

Guangdong Engineering Laboratory of Energy Storage Materials and Devices，School of Materials and Energy，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China

Received:2021-09-30 Online:2022-02-26 Published:2022-02-23
Contact: LEI Caihong, XU Ruijie E-mail:2548168223@qq.com;lch528@gdut.edu.cn;xu565786@163.com;lch528@gdut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

将分子量相差较大的两种聚乙烯（PE）分别与石蜡油（LP）组成共混体系，通过旋转流变仪、偏光显微镜（PLM）、差示扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）研究了温度和LP含量对共混体系动态流变行为的影响，并对两相共混体系的相容性及微孔结构进行了表征。结果表明，随着温度的升高和LP含量的增加，PE/LP共混体系的储能模量、损耗模量、复数黏度和松弛时间均减小；共混体系两相的相容性与PE分子量大小有较大联系，分子量较小的PE1与LP共混体系的Cole?Cole曲线呈半圆形，Han曲线斜率为1.36，同时二元相图不存在偏晶点；而分子量较大的PE2与LP共混体系的Cole?Cole曲线有直线特征，Han曲线斜率为1.2，二元相图中存在明显的偏晶点，其对应的PE质量分数（φ_m）为46 %，说明前者的相容性比后者好，但在高温条件下两种共混体系都是熔融均相状态；PE1/LP共混体系主要发生固?液相分离，PE2/LP体系中，当共混体系中PE的质量分数（φ_PE）＜φ_m时，主要发生液?液相分离，出现类“蜂窝状”孔结构。

关键词: 聚乙烯, 石蜡油, 流变性能, 相容性

Abstract:

Two types of polyethylene （PE） with relatively different molecular weights were blended with paraffin oil （LP） separately to form two blending systems. The effects of temperature and LP content on the dynamic rheological behavior of the blend systems as well as their compatibility and microporous structure were investigated using rotating rheometer， polarizing microscope， differential scanning calorimeter and scanning electron microscope. The results indicated that the energy storage modulus， loss modulus， complex viscosity and relaxation time of PE/LP blend decreased with an increase in temperature and PL content. The compatibility between the two phases in the blend system is strongly associated with to the molecular weight of PE. The Cole?Cole curve based on the PE1 with a low molecular weight and LP system is semicircular， and the slope of the Han curve is 1.36. There is no monotectic point in the phase diagram. When the Cole?Cole curve based on the PE2 and LP system with a larger molecular weight has linear characteristics， the Han curve presented a slope of 1.2. There is an obvious monotectic point in the binary phase diagram， corresponding to the PE mass fraction （φ_m） of 46 wt%. This indicated that the compatibility of the former system was better than that of the latter one， and however both blend systems were molten homogeneous at a high temperature. The PE1/LP blend system was mainly involved in the solid?liquid phase separation. When the mass fraction of PE is lower than φ_m， the liquid?liquid phase separation mainly occurred in the PE2/LP system， resulting in a "honeycomb" porous structure.

Key words: polyethylene, paraffin oil, rheological property, compatibility

中图分类号:

TQ325.1⁺2

衡月, 薛南翔, 陈壮鑫, 雷彩红, 徐睿杰. 聚乙烯/石蜡油共混体系动态流变行为和相容性[J]. 中国塑料, 2022, 36(2): 13-18.

HENG Yue, XUE Nanxiang, CHEN Zhuangxin, LEI Caihong, XU Ruijie. Dynamic rheological behavior and compatibility of polyethylene/paraffin oil blends[J]. China Plastics, 2022, 36(2): 13-18.

图/表 8

图1 不同LP含量PE/LP体系的动态频率扫描曲线

Fig.1 Dynamic frequency scanning curves of PE/LP systems with different LP contents

LP含量/%	共混体系
LP含量/%	PE1/LP	PE2/LP
10	5.2	0.10
20	6.3	0.16
30	8.1	0.25
40	10.0	0.63
50	15.8	1.58
60	25.1	10.00

表1 PE/LP共混体系的交叉频率 (rad/s)

Tab.1 Crossover frequency of PE/LP blend systemt

图2 PE/LP体系的黏度曲线

Fig.2 Viscosity curves of PE/LP systems

图3 不同温度下PE/LP60的动态频率扫描曲线

Fig.3 Dynamic frequency scanning curves of PE/LP60 system at different temperature

图4 共混体系的Cole?Cole曲线

Fig.4 Cole?Cole curves of the blending systems

图5 共混体系的Han曲线

Fig.5 Han curves of the blending systems

图6 共混体系的二元相图

Fig.6 Binary phase diagrams of the blending systems

图7 不同共混体系热压膜的微观形貌

Fig.7 Microstructure of hot?pressed films made of different blends

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Dynamic rheological behavior and compatibility of polyethylene/paraffin oil blends

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