納米金剛石改性LLDPE的非等溫結(jié)晶動力學(xué)

曹新鑫， 羅四海， 王 優(yōu)， 何小芳

(河南理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作454000)

LLDPE 是一種典型的非極性結(jié)晶聚合物，其結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶度和晶粒大小直接影響制品的加工和使用性能［1，2］。成核劑是一種在結(jié)晶過程中起晶核作用的助劑，可以有效改善材料的結(jié)晶度，促使晶粒尺寸微細化，從而提高制品的物理力學(xué)性能［3］。隨著對聚合物制品性能要求的日益嚴格，成核劑的應(yīng)用已經(jīng)成為聚合物加工助劑領(lǐng)域引人注目的研究課題。Nano-diamond 尺寸為納米級，即由1 ～100nm 的金剛石微粒組成，它不但具有金剛石的固有特性，如硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性良好等，而且具有小尺寸效應(yīng)、大比表面積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等［4－6］，因而展現(xiàn)出納米材料的特性。

近年來，有研究者研究發(fā)現(xiàn)將Nano-diamond 用作高分子材料的填料，可顯著增加其耐磨性、拉伸強度、抗疲勞性，并可降低摩擦因數(shù)。Maitra 等［7］將5nm 的Nano-diamond (經(jīng)濃HNO3和濃H2SO4表面處理過)添加到聚醋酸乙烯酯中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Nanodiamond 均勻地分散在聚醋酸乙烯酯基體中，且界面粘結(jié)較好;當添加金剛石為0.6wt.%時，復(fù)合材料的彈性模量從0.67GPa 增至1.33GPa，硬度也從38.3MPa 增至68.4MPa。Lee 等［8］將爆轟法制得的Nano-diamond 添加到聚四氟乙烯中，利用磨損試驗機研究了在室溫和150℃下，不同含量金剛石對聚四氟乙烯的摩擦學(xué)行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當金剛石質(zhì)量分數(shù)增至2%時，聚四氟乙烯材料的平均摩擦因數(shù)分別降至0.16(室溫)和0.08(150℃)，磨痕寬度分別降至0.44mm(室溫)和0.29mm(150℃);但當金剛石質(zhì)量分數(shù)大于2%，兩者基本保持不變。Neitzel等［9］通過研究高填充量……