Page 57 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

理论与研究 梁正晨 等·HDPE/PA6/UHMWPE 复合材料的制备与性能研究

HDPE/PA6/UHMWPE 复合材料的

制备与性能研究

梁正晨，李贝贝，王选伦 *
( 重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054)

摘要 ： 采用双螺杆熔融共混制备了高密度聚乙烯（HDPE）/ 尼龙 6（PA6）/ 超高密度聚乙烯（UHMWPE）共混物颗粒，再
通过单螺杆挤出 - 压延工艺制备了复合材料片材。研究了 UHMWEPE 含量对 HDPE/PA6 复合材料的力学性能、耐热性、结晶性能、
流变性能、微观形貌及超声波焊接强度的影响。实验结果表明，随着 UHMWPE 含量的增加，复合材料拉伸强度呈先增加后减小
的趋势，断裂伸长率减小，在 UHMWPE 含量为 9 份时，相比纯 HDPE 冲击强度提高了 149.1%，焊机处抗拉强度提高了 98.4%。
结晶研究发现，在加入少量 UHMWPE 时能够促进 HDPE、PA6 结晶。
关键词 ： 超高密度聚乙烯 ；尼龙 6 ；复合材料 ；力学性能
中图分类号 ： TQ325.12 文章编号 ： 1009-797X(2023)05-0009-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.05.003

超高密度聚乙烯（UHMWPE）具有优异的抗冲 1.3 样品制备
击性、耐磨性、耐低温性 [1~2] ，但由于 UHMWPE 极 将 HDPE、PA6、HDPE-g-MAH 和 UHMWPE
大的分子量，导致其加工性能差，应用受到了限制。 粉末原料放入鼓风干燥箱中充分烘干，温度 70 ℃，干
将 UHMWPE 引入到聚合物中，能够有效改善材料 燥时间 8 h，充分除去水分。将烘干后的原料按照（表 3）
的韧性和抗裂纹增长的能力 [3~4] 。将超高密度聚乙烯 实验配方依次在高混机中共混 5 min，随后再依次加
加入到复合体系中能够改善 PA6 抗冲击强度低和高 入到同向双螺杆挤出机中挤出、造粒。设定双螺杆挤
吸湿性问题 [5] 。本实验采用高密度聚乙烯接枝马来酸 出机螺筒各段温度为 ： 225 ℃（机头），240 ℃，240
酐（HDPE-g-MAH）作为相容剂，改善非极性材料 ℃，240 ℃，240 ℃，240 ℃，230 ℃，220 ℃，200
HDPE、UHMWPE 与极性材料 PA6 之间的界面性能， ℃，180 ℃，160 ℃，螺杆转速 200 r/min，喂料速度
控制挤出机的速度和压延的辊速制备了复合材料片材， 2.0 Hz，在挤出造粒后，将粒料放入鼓风干燥箱中以
并对其力学性能、耐热性能、结晶性能等进行研究。 70 ℃烘干 8 h。
将充分干燥的粒料在单螺杆挤出机熔融挤出，通
1 实验部分 过扁平口模挤出，经三辊压延机压延成片材收集，并
1.1 实验原料 用注塑机注塑成型，收集注塑成型的标准样条。设定
主要实验原料详见表 1。 单螺杆挤出机螺筒温度为 ： 210 ℃（机头），250 ℃，
表 1 主要实验原料 240 ℃，200 ℃，转速为 100 r/min，注塑机喷嘴温度
原料名称 标牌号 生产厂家
设为 220 ℃，螺筒温度分别为 250 ℃， 240 ℃， 230 ℃。
DMDA-
高密度聚乙烯 新疆独山子石油化工有限公司
8008H 将加工后的材料按国家标准制样用于各项测试。
尼龙 6 YH400 湖南岳化化工股份有限公司
高密度聚乙烯接 W1H 厦门科艾斯塑料科技有限公司
枝马来酸酐 作者简介 ：梁正晨（1996-），男，在读硕士研究生，主要
超高密度聚乙烯 U030 大韩油化工业株式会社
从事塑料改性与加工工艺方面的研究。
重庆理工大学研究生创新项目资助（项目编号 ：clgycx
1.2 实验设备
20203001）
主要实验设备详见表 2。 收稿日期 ：2022-04-26

年
2023 第 49 卷 ·9·