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乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是类似橡胶弹性体的无毒、无味、透明的热塑性塑料,具有较好的柔韧性、耐冲击性、透明性、粘结性以及良好的加工性能。然而,EVA本身机械强度不高,限制了它在很多领域的应用。因此,对EVA的增强改性备受关注。共混改性是EVA改性最常用的方法,但共混物易混合不均匀,造成材料性能提高不均匀。原位微纤增强技术是在共混改性基础上开发的一种制备高性能复合材料的新方法,该技术是利用聚合物分散相在加工过程中“原位”形成的取向微纤提高基体的力学强度。微纳层叠共挤技术的出现,为原位微纤复合材料的制备提供新的平台。基于此,本文采用微纳层叠共挤技术使iPP在EVA中原位微纤化,实现EVA力学性能的有效调控。研究iPP分散相含量、加工方式、黏度比、牵引速率和螺杆转速等因素对原位微纤复合材料微纤形态,结晶性能,流变性能和力学性能的影响,建立微纤形态与力学性能的关系,为高性能EVA材料的开发提供新途径。实验结果表明:(1)与iPP/EVA BC(普通共混复合材料)海岛型结构不同,经过微纳层叠共挤出,分散相iPP在基体EVA中沿挤出方向“原位”形成微纤,分散相含量是影响微纤形态与力学性能的关键因素。iPP含量较低时形成棒状或短纤维,取向度低。随iPP含量增多,微纤数量增加,直径增大,缠结程度增加,形成类似网络结构。iPP微纤对EVA分子链运动的阻碍作用大于界面效应对异相成核的促进作用,MFCs(微纤复合材料)结晶度降低,且低于BC的结晶度。MFCs的G’(储能模量)、G’’(损耗模量)和η*(复数黏度)上升,且高于BC的G’、G’’和η*。当iPP含量超过15wt%时,MFCs发生相分离。MFCs片材沿挤出方向的拉伸强度和断裂伸长率逐渐增加,当iPP含量为20wt%时拉伸强度达到最大值16.71MPa,较纯EVA提高42.9%。iPP含量为20wt%时MFCs的拉伸强度和断裂伸长率高于BC。因此iPP微纤数量越多对EVA的增强增韧效果越显著。(2)较高的黏度比(黏度比为相同温度下分散相的表观黏度和基体的表观黏度之比,较高的黏度比为0.65和0.66)有利于分散相成纤。黏度比较低(0.49和0.53)时,iPP微纤长径比低,微纤缠结程度低。随黏度比增加,微纤直径显著降低,长度增加,直径尺寸分布更加均匀,缠结程度增加,iPP微纤和界面对EVA分子链运动阻碍程度提高,界面效应对异相成核的促进作用降低,因此黏度比较高时的结晶度下降更显著,G’、G’’和η*增大。由于黏度比为0.65的MFCs中G’、G’’和η*最大,表明微纤缠结程度高,复数黏度最大,微纤的网络结构对基体起到良好的支撑作用,因此力学性能最好。(3)适当的牵引速率有利于微纤网络结构的形成。牵引速率过低(50r/min)会使分散相来不及成纤或形成短棒状微纤;牵引速率过大(>70r/min)会使PP微纤在拉伸挤出过程中发生断裂,微纤长径比降低。随牵引速率增加,微纤直径、MFCs结晶度、G’、G”、η*、均先降低后增加,拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低。当牵引速率为60r/min时微纤的直径、结晶度、G’、G”和η*最小,但微纤的网络结构完善,有利于拉伸强度和断裂伸长率的提高。(4)螺杆转速对微纤尺寸影响较大。随螺杆转速增加,微纤直径先增加后下降。螺杆转速为250rpm时微纤直径最大,长径比较小,对EVA分子链阻碍作用小且能诱导EVA分子链的解缠结,G’、G’’和η*最低,加工流动性好,沿挤出方向的拉伸强度和断裂伸长率最大。螺杆转速为300rpm时微纤直径最小,尺寸分布最均匀,缠结程度最大,对EVA分子链运动的阻碍作用最强,复合材料的G’、G’’和η*最高,但微纤直径过小易被拉断,因此拉伸强度和断裂伸长率下降。