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注塑加工温度为245℃,混合时间对共混合金的阻隔性影响很大,当混合时间为3min时,共混合金对几种非极性溶剂的透过率都很低,说明阻隔性好,而混合时间加长到5min时,溶剂透过率显著增大,共混物的阻隔性降低。HDPE/PA6的特点是具有优良的阻隔性,较低的吸湿性,良好的低温韧性。
由于物料混合塑化不良,特别是不利于PA6与相容剂之间的反应,两相界面结合力不强,值得指出的是对于不同的PA6、HDPE共混体系其挤出温度是不同的。在共混体系两相熔融流动中,分散相球形颗粒需要受到适当的剪切,才能被拉伸变形。剪切力太小,不足以使PA6分散液滴取向、变形、拉伸、剪切;剪切力太大时,又会使分散相液滴破碎成细小均匀的液滴,使PA6呈粒状分布。
在230℃时,HDPE的粘度小于PA6的粘度,两组分粘度比>1,HDPE连续相将PA6分散包裹。剪切作用使PA6分散成液滴的可能性很小,而被拉伸长条的趋势增加,因此PA6在HDPE基体中呈层状分布结构。有人认为两相粘度差越大,流动距离越长,界面形状变化越显著,当温度高于242℃时<1,此时PA6熔体更易被拉断,破碎成小尺寸滴液分散在HDPE中。
层状结构的形成对其层厚有一定要求,层厚度与分散相尺寸和成型阶段的拉伸程度有关,分散相粒径在0.5-50为宜。分散相粒径大小完全由剪切力作用大小来决定,罗干转速低时,剪切力小,很多学者的研究表明,螺杆在转速在30左右,能获得良好的层状结构。
熔融挤出温度对合金形态结构的影响。挤出问题在230℃时,PA6分散相呈清晰层状,分散于HDPE连续相中,PA6的相区尺寸大,层数也较多,层厚为5-20。当温度为240℃时,PA6呈液滴状分布在HDPE基体中。根据聚合物分层流动最小能量耗散原理,由低粘度组分环绕高粗度组分的皮芯结构比平展界面需要的能量要小。
HDPE/PA6合金中,PA6含量增加时,合金的拉伸强度提高,而冲击强度下降,伸长率的变化则随PA6含量增加先升高后降低。断裂伸长率是对界面很敏感的力学性能。由于相容剂用量一定,PA6含量较少时,可与相容剂充分反应,相界面作用力强。断裂伸长率高,当PA6用量继续增加时,两相问没有足够的增溶剂作用,相界面结合力变差,导致断裂伸长率降低。
两相相对粘度差越大,两相界面形态变化越大,可见不同
注塑加工温度所得到的合金形态存在较大差异。在确定共混挤出的温度时,应对各组分的流变特性进行分析,不同相对分子质量的HDPE与PA6的流变特性均有一定的差异。温度对HDPE、PA6的熔体粘度影响是不同的。PA6的粘度随温度的升高迅速下降,而HDPE的粘度下降速度十分缓慢,在242℃时,两聚合物的粘度相同。
共混体在螺杆中的停留时间的长短会影响HDPE-PA6合金的形态结构。不相容共混体系的粒子、纤维、层状结构、连续相的形态结构之间存在固有联系,由粘度比、组成及混合时间的综合效应所决定。物料在不同的共混条件下的停留时间对合金形态结构产生的影响不一定相同,但在一定范围内,其变化不是很大。
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