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本课题为国家自然科学基金资助项目(项目号:50973050)。课题的核心思想是采用原位成纤复合技术,有的放矢地改善无规共聚聚丙烯(PP-R)复杂的挤出过程不稳定流动和螺纹畸变现象、改善均聚聚丙烯(PP-H)力学性能。选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)等易成纤材料,制备了PP-R/PET(PA)、PP-H/PET复合材料,主要结果如下:在实验温度范围内,中等挤出速率下(300～1000s-1)无规共聚聚丙烯熔体出现奇特的挤出畸变现象。零长口模挤出物出现规律性很强的螺纹畸变,相应的长口模挤出物出现规律性整体扭曲。分析得知挤出畸变的扰动源位于口模入口区。实验表明挤出速率增大,螺纹畸变程度加剧,进而从规则螺纹发展到无规则螺纹,乃至出现熔体破裂。螺纹畸变的产生和形貌受温度、口模直径和材料本身结构的影响。挤出温度升高,口模直径增大,使入口扰动减轻,螺纹畸变程度也减轻。两种PP-R样品分子量大,熔体粘弹性高,入口应力集中效应显著,因而螺纹畸变严重。相对而言,分子量较低的PP-H和嵌段共聚聚丙烯(PP-B)则不易出现螺纹畸变。PP-R的分子结构可能存在一定程度支化,也是导致出现螺纹畸变的原因之一。PP-R熔体在毛细管入口区的应力集中效应表现为存在强次级流动。实验证实PP-R熔体在入口区发生了垂直于主流道方向的环向次级流动。熔体在口模内的环向流动与口模外惯性流动造成的环向速度差是形成螺纹的主要原因。次级流动的强弱不仅与材料分子量及熔体黏弹性有关,也与材料的分子结构特征相关。采用原位成纤复合技术制备了PP-R/PET、PP-R/PA6复合材料。该技术实现了PET在PP-R基体中的原位微纤化。流变挤出实验表明,含少量原位成纤PET或PA6的复合材料,流动稳定性提高,螺纹畸变的发生推迟,挤出物表观变好。另外添加少量玻璃纤维和高岭土同样可以改善PP-R熔体的螺纹畸变现象。机理分析表明,流变性改善的原因是各向异性填料降低了熔体的黏度和弹性,抑制了环向次级流动,从而使入口扰动减轻。PET原位成纤使均聚聚丙烯T30S的力学性能呈现各向异性。沿纤维取向方向的拉伸强度和弯曲强度提高,但垂直于纤维取向方向的冲击强度有所下降。复合比、增容剂、拉伸比和注塑(制样)温度均可影响PET的成纤效果,进而影响T30S/ PET原位成纤复合体系的力学性能。T30S与PET的两相相容性较差,复合后两相的熔点和玻璃化转变温度变化不大。但结晶时两相相互干扰,使球晶尺寸变小。PET分散相有异相成核作用。PET用量增多出现明显相分离。加入少量增容剂可改善其相容性。