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聚苯乙烯(PS)和低密度聚乙烯(LDPE)因其价廉,性能优异,被广泛应用在电器、包装等领域。但LDPE、PS属于典型的不相容体系,无法得到性能优异的LDPE/PS复合材料。因此,制备性能优异且相容性良好的LDPE/PS复合材料逐渐成为研究的热点。基于此,本文采用溶胀悬浮聚合法和熔融共混法制备LDPE/PS复合材料,旨在提高LDPE与PS之间的相容性,从而得到力学性能、发泡性能优异的PE/PS复合材料,同时采用多种表征手段来证明材料结构与性能之间的构效关系。具体研究内容分为以下三个部分:(1)采用溶胀悬浮聚合法制备LDPE/PS复合材料,并对LDPE/PS复合材料进行超临界CO2(SC-CO2)釜式发泡制备发泡材料。研究结果表明,在溶胀温度为40℃,溶胀时间为150 min;聚合温度为90 ℃、引发剂BPO用量为1 wt%、聚合时间为9 h、油水比为1:4时苯乙烯(St)的转化率高达90%。差示扫描量热仪(DSC)和X-射线衍射仪(XRD)结果表明PS的引入并未改变PE的熔点和结晶度,傅立叶变化红外(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表明LDPE/PS复合材料中存在接枝共聚物LDPE-g-PS,且PS主要分布在LDPE基体中,呈现半互穿网络结构,LDPE-g-PS的存在改善了LDPE与PS之间的相容性。在发泡压力2.5 MPa和发泡温度为120 ℃下,LDPE/PS复合材料有良好的发泡能力,发泡LDPE/PS复合材料兼具发泡聚乙烯(EPE)和发泡聚苯乙烯(EPS)优异的性能。(2)选取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)以及马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物/改性蒙脱土(SEBS-g-MAH/OMMT)作为LDPE/PS的相容剂,采用熔融共混法制备LDPE/PS复合材料。研究了不同相容剂添加量对LDPE/PS复合材料性能的影响。通过SEM、DSC、XRD、流变仪、冲击试验、拉伸试验等对LDPE/PS复合材料的相形态及其分布、流变性能、力学性能等进行表征与测试。研究结果表明SBS添加量为7wt%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别为25.25 KJ/m2、10.89 MPa和60.1%,进一步增加SBS的添加量,SBS会聚集成新相而成为增韧剂,影响聚合物的综合性能。以含极性基团的SEBS-g-MAH作为相容剂时,由于其可在共混体系中形成极性网络,从而改善了LDPE/PS的相容性,最终提高了复合材料的力学性能。当SEBS-g-MAH添加量为7 wt%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率分别较未添加SEBS-g-MAH的提高了550%、64%、400%。而以有机-无机复合(SEBS-g-MAH/OMMT)做为相容剂时,形成的插层聚合物进一步提高了复合材料的相容性。当添加0.3 wt%OMMT时,LDPE/PS/SEBS-g-MAH/OMMT复合材料的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率较LDPE/PS/SEBS-g-MAH复合材料分别提高了22.7%、39.2%、50.7%。(3)利用SC-CO2对LDPE/PS/SEBS-g-MAH(70/30/7)体系进行釜式发泡,制备发泡LDPE/PS/SEBS-g-MAH复合材料。研究了不同超临界CO2浸润时间、发泡温度、发泡压力对发泡行为的影响。研究结果表明,在超临界CO2浸润时间为40 min,发泡温度为113 ℃,发泡压力为3 MPa时,发泡LDPE/PS/SEBS-g-MAH复合材料的泡孔形态较完好,泡孔分布均匀,发泡倍率较适宜,成型制件表面光滑。