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一种改性共聚尼龙(MCOPA)与高密度聚乙烯(HDPE)通过层状共混工艺制备高阻隔性中空吹塑瓶。这种改性共聚尼龙是由乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物(CP)与共聚尼龙(PA54)在双螺杆挤出机中进行反应共混制备所得。本实验通过对改性共聚尼龙的性质,改性工艺,制品的加工工艺,阻隔性能,形念结构等进行了研究。
通过对共聚尼龙的性质研究发现,其与普通的均聚尼龙(如PA6)的性质有很大区别,表现了一定特殊性:通过X射线衍射实验发现,PA54通常状态下主要以γ晶型存在,通过在空气中退火,其晶型转化不明显,在热水中退火,分子链很容易发生重新排列,其γ晶型几乎完全转化为α晶型,这表明水分子进入PA54结晶中,切断并重组了PA54分子间氢键,导致了晶型的变化;通过差示量热扫描法(DSC)测试发现PA54具有较低的结晶度,大约只有PA6的一半;通过吸水性测试和拉伸性能测试发现,PA54具有比较大的吸水性,在测试标准下,24小时吸水量达到约11%,同时表面柔软,具有较低的拉伸性能。这些都是由于共聚尼龙本身的分子链结构特点决定的。
通过对改性共聚尼龙的红外测试发现,由于制备共聚尼龙的缩聚工艺,其本身存在的封端基团(如胺基、羧基)含量减小,可供改性的活性基团量减小,其在改性增容反应时反应活性受到一定程度上的限制,参加改性反应的量较小。通过x射线衍射测试发现PA54添加增容剂之后MCOPA的晶型与PA54类似,通常以γ晶型的形式存在。通过在热水中退火发现,MCOPA的γ晶型并没有全部转化为α晶型而只是有部分转化,这表明MCOPA中与CP反应或作用的部分PA54参与了结晶,同时CP对这部分PA54的作用力限制了PA54链的运动能力,阻碍了其γ晶型向α晶型转化的趋势。通过对DSC测试发现PA54具有较低的结晶度,添加增容剂后,结晶度有一定程度的下降;同时MCOPA在熔融时出现两个熔融峰(峰Ⅰ和峰Ⅱ),其中峰Ⅰ是由于MCOPA中与CP发生反应作用的部分PA54贡献,峰Ⅱ为大部分未反应的PA54贡献。
通过吸水性研究发现,添加增容剂后,吸水性有一定程度的下降,改性反应在其中发挥了作用。通过对尼龙54和改性共聚尼龙的熔融粘度研究发现,随着增容剂含量的增加,改性共聚尼龙熔融粘度增大。
通过对改性工艺和吹塑工艺研究发现,加工工艺对制品阻隔性能会造成很大的影响。通过调节工艺参数,可以通过层状共混工艺制备出阻隔性能较好的阻隔瓶制品,同时形态分析表明,吹塑瓶瓶口、瓶身、瓶底各个部位的横断面和纵断面都具有清晰、连续的层状结构,这保障了制品良好的阻隔性能。此外研究发现不同溶剂对制品阻隔性能影响的存在较大影响。通过对制品拉伸性能测试发现制品中两相的相容性存在一定缺陷,这在制品使用过程中会对其阻隔性能造成不利影响。