成型方法對(duì)PE–UHMW／PE–HD共混物流變行為和力學(xué)性能影響

成惠斌，錢慶榮，黃寶銓，陳慶華，肖荔人

(1.福建師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，福州 350007； 2.聚合物資源綠色循環(huán)利用教育部工程中心，福州 350007)

超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)是一種半結(jié)晶、具有簡(jiǎn)單規(guī)整的長(zhǎng)線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的聚乙烯材料，其相對(duì)分子質(zhì)量超過(guò)150萬(wàn)，擁有優(yōu)異的耐磨性和耐沖擊性能[1]。但是成型加工過(guò)程中經(jīng)常存在熔體破裂缺陷、流動(dòng)性差和同構(gòu)聚乙烯兩相簡(jiǎn)單的物理復(fù)合過(guò)程黏度不匹配等極端流變行為，因此采用傳統(tǒng)剪切拖曳式的螺桿擠出和注塑等成型方法極難成型高性能PE–UHMW復(fù)合材料。目前，極端流變條件下高性能PE–UHMW材料的成型方法大多數(shù)采用模壓成型，還有柱塞成型以及新型拉伸流變擠出成型等，這些成型方法均可以很好地成型高性能PE–UHMW 材料[2]。

高密度聚乙烯(PE–HD)是一種綜合性能優(yōu)異且應(yīng)用廣泛的高分子材料，與PE–UHMW結(jié)構(gòu)相同且熔融和結(jié)晶溫度也接近，將PE–UHMW與PE–HD兩者共混，雖可解決PE–UHMW采用傳統(tǒng)熱塑性成型加工方法的瓶頸，將PE–HD添加PE–UHMW基體對(duì)改善共混物加工性能的能力相當(dāng)有限，且兩結(jié)晶相的同構(gòu)聚乙烯材料經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單物理混合，黏度不匹配造成的相容性問(wèn)題和共混物的復(fù)雜動(dòng)態(tài)流變行為一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)[3–5]。

與此同時(shí)，一些研究人員也發(fā)現(xiàn)聚乙烯共混物的力學(xué)性能和流變行為主要依賴于成型方法及設(shè)備。而成型方法及設(shè)備卻直接對(duì)高性能聚乙烯共混體系兩相界面結(jié)合、分布混合效果等起到?jīng)Q定性作用，也間接影響著共混物的微觀結(jié)構(gòu)(相形態(tài)結(jié)構(gòu)、加工流變和熔融結(jié)晶行為等)和宏觀性能(力學(xué)性能、耐磨性及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等)[6–9]。前人研究也表明，不同的成型方法確實(shí)呈現(xiàn)不同的相形態(tài)，相形態(tài)反過(guò)來(lái)又影響著材料的綜合性能。如模壓成型的合金相形態(tài)可能是各向同性的，而對(duì)應(yīng)的注塑合金的相形態(tài)可能是各向異性的[8]。因此，研究聚合物成型的不同加工方法對(duì)同構(gòu)聚乙烯共混體系復(fù)雜流變行為的影響，不僅可以反映材料的加工流動(dòng)性能和微觀晶體結(jié)構(gòu)的變化，而且為設(shè)計(jì)自增強(qiáng)型高性能復(fù)合材料提供了新思路，具有重要的指導(dǎo)意義[10–12]。

鑒于上述研究，筆者通過(guò)熔融共混法制備PE–UHMW／PE–HD共混物，經(jīng)注塑和模壓兩種成型方法制備合金，著重研究了成型方法對(duì)合金流變行為和力學(xué)性能的影響，同時(shí)進(jìn)一步采用差示掃描量熱(DSC)和掃描電子顯微鏡(SEM)探討了成型方法對(duì)合金熔融結(jié)晶行為及微觀結(jié)構(gòu)的影響。旨在為設(shè)計(jì)自增強(qiáng)高性能聚乙烯管材專用料，應(yīng)用于無(wú)廢城市生活垃圾管道輸送系統(tǒng)等工作的深入研究提供借鑒。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

PE–UHMW ：GUR 5113，美國(guó) Ticona公司；

PE–HD：HD5401AA，上海賽科石油化工有限責(zé)任公司。

1.2 儀器及設(shè)備

高速混合機(jī)：GHR–5型，江蘇張家港市日新機(jī)電有限公司；

同向雙螺桿擠出機(jī)：MEDI–22／40型，廣州市普同實(shí)驗(yàn)分析儀器有限公司；

注塑機(jī)：MJ55型，震雄機(jī)械(寧波)有限公司；

平板硫化機(jī)：ZG–80T型，東莞正工機(jī)電設(shè)備有限公司；

微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：CMT4104型，深圳市新三思材料檢驗(yàn)有限公司；

SEM：Regulus 8100型，日立HITACHI公司；

旋轉(zhuǎn)流變儀：DHR-2，美國(guó)TA公司；

DSC儀：Q20型，美國(guó)TA公司。

1.3 樣品制備

熔融混合：將PE–HD和PE–UHMW樹脂放在60℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥4 h，之后將干燥好的PE–HD和PE–UHMW樹脂按表1質(zhì)量配比(質(zhì)量分?jǐn)?shù))準(zhǔn)確稱取，置于高速混合機(jī)中混合均勻，將混合料在雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，料筒溫度依次 為 160，210，220，230，235，235，230，220，210 ℃，模頭溫度為210℃，螺桿轉(zhuǎn)速為225 r／min。

表1 PE–UHMW／PE–HD共混物的配方 %

注塑：將雙螺桿熔融混合切粒所得粒料在普通注塑機(jī)中注射成型，注塑機(jī)溫度依次為230，235，230℃，模具溫度為室溫，冷卻時(shí)間30 s，成型周期45 s，注塑所得標(biāo)準(zhǔn)試樣。試樣編號(hào)為1#～4#注塑試樣依次命名為 IM–UPE／HPE50，IM–UPE／HPE40，IM–UPE／HPE30，IM–UPE／HPE25。

模壓成型：將雙螺桿熔融混合切粒所得粒料預(yù)先置于平板硫化機(jī)上，上下模板溫度為235，235℃，預(yù)熱15 min熔融，然后在壓力為17 MPa，熱壓10 min，隨后在同等壓力下冷壓20 min至室溫，獲得片材。試樣編號(hào)為1#～4#模壓成型試樣依次命名為 CM–UPE／HPE50，CM–UPE／HPE40，CM–UPE／HPE30，CM–UPE／HPE25。

1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征

流變學(xué)分析：使用旋轉(zhuǎn)流變儀來(lái)表征分析注塑和模壓成型共混物的流變行為。測(cè)試溫度200℃，頻率范圍0.01～628 rad ／s，高頻到低頻，應(yīng)變值為1%，在線性黏彈性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻率掃描測(cè)試其流變行為。

拉伸性能按照GB／T 1040.2–2006測(cè)試，拉伸速度為50 mm／min，每個(gè)試樣至少測(cè)量5根，取平均值。

SEM分析：選取注塑和模壓試樣，經(jīng)液氮冷凍淬斷，切取斷面并噴金160 s，在SEM上進(jìn)行斷面形貌分析，電壓為10 kV，工作距離8～10 mm。

DSC分析：稱取5～10 mg左右的樣品置于鋁質(zhì)坩堝中。在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，先以10℃／min的速率從30℃加熱到235℃，平衡5 min，以消除熱歷史；然后再以10℃／min的速率降溫到30℃，平衡5 min；最后再以10℃／min的速率加熱到235℃，記錄DSC曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 成型方法對(duì)共混物流變性能的影響

圖1為注塑和模壓成型的PE–UHMW ／PE–HD 共混體系的儲(chǔ)能模量 (G′)，損耗模量 (G″)和復(fù)數(shù)黏度(η*)與角頻率(ω)的關(guān)系以及Han曲線。儲(chǔ)能模量和損耗模量是表征聚合物熔體黏彈特性的重要參數(shù)。儲(chǔ)能模量代表流體的彈性分量，是衡量熔體通過(guò)熵彈形變儲(chǔ)存能量的能力，且聚合物分子量的高低對(duì)熔體彈性的大小有決定性作用；損耗模量代表流體的黏性分量，是反映材料在外加交變載荷作用下能量耗散的狀況[3–4]。由圖1a可以看出，模壓成型合金的儲(chǔ)能模量高出注塑合金半個(gè)數(shù)量級(jí)，隨著高相對(duì)分子質(zhì)量的PE–UHMW含量增加，共混體系儲(chǔ)能模量值逐漸增大，這說(shuō)明高分子量PE–UHMW對(duì)共混物的熔體彈性大小有決定性作用，而注塑合金儲(chǔ)能模量偏低可能是由于所有共混物在高溫注塑過(guò)程中造成聚合物分子量降解。從圖1b可以看出，注塑和模壓成型合金的損耗模量變化趨勢(shì)與儲(chǔ)能模量變化趨勢(shì)一致，隨著PE–UHMW含量的增加，共混體系中長(zhǎng)鏈的分子含量增大，分子鏈與鏈之間的物理纏結(jié)作用增大，熔體流動(dòng)阻力增大，因此黏性流動(dòng)消耗的能量增大。綜合對(duì)比成型方法對(duì)共混物熔體損耗模量的影響發(fā)現(xiàn)，模壓成型共混物的黏性流動(dòng)消耗的能量與共混體系組成無(wú)明顯影響，但高于相對(duì)應(yīng)組成注塑共混物的黏性流動(dòng)消耗的能量，而注塑共混物的黏性流動(dòng)消耗的能量卻隨著共混體系中PE–UHMW 含量的增加而增大，這說(shuō)明PE–UHMW 含量的增加造成了更多長(zhǎng)鏈之間形成物理纏結(jié)，流動(dòng)阻力增大，分子鏈松弛需要較長(zhǎng)時(shí)間，所以黏性消耗的能量明顯增大。從圖1c可見，隨角頻率的增加，注塑和模壓合金的復(fù)數(shù)黏度逐漸降低，共混體系復(fù)數(shù)黏度隨PE–UHMW 組分含量變化而變化的趨勢(shì)與儲(chǔ)能模量的表現(xiàn)基本一致，即隨著PE–UHMW含量的增加復(fù)數(shù)黏度也逐漸增大。注塑和模壓共混物的所有組成在測(cè)試頻率內(nèi)均表現(xiàn)為剪切變稀行為，呈現(xiàn)假塑性流體的流動(dòng)特征。隨PE–UHMW含量增加，共混體系的剪切變稀程度也明顯，這不僅體現(xiàn)了PE–UHMW假塑性的貢獻(xiàn)，同時(shí)也可能體現(xiàn)了PE–UHMW對(duì)PE–HD分子鏈運(yùn)動(dòng)的約束作用[4]。

圖1 注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD合金的流變行為

Han曲線是Han以單分散和多分散均聚物的分子黏彈性理論為基礎(chǔ)，針對(duì)均聚物提出的G′-G″關(guān)系曲線(即Han 曲線)。圖1d為注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD共混體系的Han 曲線。通常，Han曲線與組成的關(guān)系可以間接反映共混體系的相形態(tài)差異。多相聚合物體系與均相聚合物體系的明顯差異在于是否存在組成依賴性。如果Han曲線與共混體系的組成不存在依賴性，則認(rèn)為聚合物熔體是均相的[4，13]。由圖1d可知，注塑共混物中的組成與Han曲線不存在依賴性，這說(shuō)明PE–UHMW／PE–HD共混物在熔體狀態(tài)下未發(fā)生相分離過(guò)程。而模壓成型共混物中的組成與Han曲線存在一定的依賴性，Han曲線隨著共混體系PE–UHMW的含量的組成變化而改變，說(shuō)明體系在熔融狀態(tài)下可能發(fā)生分相，相行為以PE–UHMW相的高彈橡膠態(tài)呈現(xiàn)。

2.2 成型方法對(duì)共混物力學(xué)性能的影響

圖2為注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD合金的性能和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

從圖2a可看出，模壓成型的斷裂強(qiáng)度隨著PE–UHMW含量的增加而逐漸增加，均比注塑的高，且斷裂強(qiáng)度要高于注塑合金的1.5～2倍。當(dāng)PE–UHMW／PE–HD=75／25時(shí)，模壓合金的斷裂強(qiáng)度可達(dá)到46.9 MPa。這說(shuō)明模壓成型的合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)中PE–UHMW與PE–HD分子鏈之間的界面有一定的分子擴(kuò)散，粘接良好，無(wú)明顯裂縫缺陷，晶體結(jié)構(gòu)的完善程度高；而對(duì)于注塑合金，因注塑模具是常溫，其晶體結(jié)構(gòu)受溫度差的影響，結(jié)構(gòu)不完善，合金在拉伸過(guò)程中出現(xiàn)了分層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致合金的力學(xué)性能不佳。

圖2 注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD合金的性能和拉伸曲線

從圖2b可看出，當(dāng)PE–UHMW／PE–HD的質(zhì)量比為 50／50，60／40，70／30時(shí)，兩種成型工藝對(duì)合金的屈服強(qiáng)度影響不明顯。在誤差范圍內(nèi)，模壓成型合金的屈服強(qiáng)度略高于注塑合金。與純PE–UHMW的屈服強(qiáng)度22 MPa相比，兩種成型合金的屈服強(qiáng)度均高于純PE–UHMW。而當(dāng)PE–UHMW／PE–HD質(zhì)量比為75／25時(shí)，模壓合金的屈服強(qiáng)度明顯大于注塑合金。這說(shuō)明當(dāng)PE–UHMW／PE–HD合金質(zhì)量比小于75／25時(shí)，PE–HD分子鏈在合金中易形成連續(xù)相，PE–UHMW與PE–HD共混過(guò)程起內(nèi)潤(rùn)滑劑的作用，減少了分子鏈之間的擴(kuò)散阻力，使得合金中的PE–UHMW熔體黏度降低，加工流動(dòng)性提高，熔體強(qiáng)度提高，熔體缺陷減少，從而使得合金韌性有所改善，成型穩(wěn)定性提高，進(jìn)而屈服強(qiáng)度相比純PE–UHMW提高。而當(dāng)合金質(zhì)量比大于75／25時(shí)，PE–UHMW與PE–HD共混過(guò)程存在較大的黏度差，PE–HD分子鏈對(duì)PE–UHMW分子鏈的協(xié)效擴(kuò)散能力有限。因此兩相混合后再次成型合金會(huì)出現(xiàn)熔體缺陷，導(dǎo)致注塑合金屈服強(qiáng)度較低。

從 圖 2c可 看 出，模 壓 成 型 PE–UHMW ／PE–HD合金的斷裂伸長(zhǎng)率在600%～800%之間；注塑PE–UHMW ／PE–HD合金的斷裂伸長(zhǎng)率在60%～120%之間。

從圖2d可看出，對(duì)于模壓成型PE–UHMW／PE–HD合金的拉伸行為，拉伸過(guò)程經(jīng)歷了彈性變形、屈服成頸、發(fā)展大形變及應(yīng)變硬化等階段[8]。合金拉伸行為的應(yīng)變硬化提早出現(xiàn)，之后沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)的屈服，相比于合金的屈服強(qiáng)度，合金具有較高的斷裂強(qiáng)度。這可進(jìn)一步說(shuō)明模壓成型合金的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)完整，才會(huì)出現(xiàn)斷裂強(qiáng)度明顯大于屈服強(qiáng)度的行為，為韌性拉伸斷裂行為。而對(duì)于注塑成型PE–UHMW／PE–HD合金的拉伸行為，拉伸應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而減小，從屈服點(diǎn)附近斷裂，屈服強(qiáng)度明顯高于斷裂強(qiáng)度，為脆性斷裂行為。

2.3 成型方法對(duì)共混物熔融結(jié)晶的影響

圖3為注塑和模壓成型合金的DSC結(jié)晶熔融曲線。由圖3可以看出，兩種成型方法制備的合金，熔融–結(jié)晶過(guò)程均以單峰呈現(xiàn)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[4，14]，由于同構(gòu)PE–HD和PE–UHMW本身的熔融和結(jié)晶溫度非常接近，將兩相經(jīng)簡(jiǎn)單物理共混后注塑或模壓成型，共混物中PE–HD與PE–UHMW兩相之間可能存在共結(jié)晶現(xiàn)象。由圖3a可知，注塑和模壓成型共混物中兩相均具有良好的相容性，高分子量的PE–UHMW在結(jié)晶過(guò)程中具有明顯的成核作用，PE–HD相有利于PE–UHMW分子鏈擴(kuò)散使得兩相混溶逐漸形成均相結(jié)構(gòu)體系，這與共混物流變學(xué)表征的相形態(tài)結(jié)果一致。PE–UHMW／PE–HD共混物的結(jié)晶溫度(Tc)和起始結(jié)晶溫度(Tc，onset)，基本上不受成型方法的影響，共混物的Tc，Tc，onset，熔融焓(ΔHm)和結(jié)晶度(Xc)的變化情況見表2，表2的所有數(shù)據(jù)是通過(guò)TA Universal Analysis 2000分析獲得。

圖3 注塑和模壓成型的合金的DSC結(jié)晶、熔融曲線

表 2 PE–UHMW ／PE–HD 共混物的 Tc，Tc，onset，Tm，ΔHm，Xc

從圖3b可看出，在不同成型方法下，PE–UHMW／PE–HD合金的熔融溫度(Tm)受到了一定影響，注塑成型合金的熔融溫度普遍低于模壓成型合金。當(dāng)PE–UHMW／PE–HD合金質(zhì)量比大于70／30時(shí)，模壓成型合金的Tm高于注塑合金的Tm，約2℃，見表 2。

不同成型方法下，合金的Tm的微弱變化揭示了模壓和注塑成型合金的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的差異，隨著共混物中PE–UHMW的含量增加，高分子量的長(zhǎng)鏈含量增多，鏈的纏結(jié)作用增加，流動(dòng)阻力變大，熔體黏度逐漸升高，聚合物分子鏈運(yùn)動(dòng)能力受到了限制，因此高分子量長(zhǎng)鏈運(yùn)動(dòng)需要更高的溫度，高含量PE–UHMW共混物的熔點(diǎn)均向高溫方向偏移。

2.4 成型方法對(duì)共混物形貌結(jié)構(gòu)的影響

圖4為注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD合金的斷面形貌的SEM照片。由圖4發(fā)現(xiàn)共混物微觀結(jié)構(gòu)中PE–UHMW相以微米級(jí)粒子形態(tài)分布，同構(gòu)PE–HD相有利于PE–UHMW分子鏈擴(kuò)散使得兩相混溶變得相界面模糊，相界面結(jié)合更加密切。

圖4 注塑和模壓成型PE–UHMW／PE–HD 合金斷面形貌SEM照片

從圖 4a，4b，4c，4d 可以看到，注塑成型淬斷相形貌存在極少量的PE–UHMW團(tuán)聚體顆粒，這是由于經(jīng)過(guò)擠出機(jī)的共混物中PE–UHMW與PE–HD兩相只是簡(jiǎn)單的物理混合，緊接著混合物熔體再次經(jīng)過(guò)注塑機(jī)的高溫和螺桿擠壓剪切作用，PE–UHMW相的熔體進(jìn)一步得到充分?jǐn)U散、同時(shí)PE–UHMW分子鏈很好地滲透到了PE–HD相，超長(zhǎng)的PE–UHMW分子鏈擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力在注塑機(jī)螺桿拖曳剪切作用下，PE–UHMW顆粒變小，同時(shí)分子鏈運(yùn)動(dòng)能力得到了改善，少量微小的PE–UHMW粒子進(jìn)一步被容易擴(kuò)散的PE–HD 熔體在注塑成型過(guò)程中包埋，包埋的PE–UHMW粒子在螺桿擠壓剪切作用下進(jìn)一步分散，所以在注塑合金的相形態(tài)中看出兩相之間存在不明顯的兩相界面，同構(gòu)聚乙烯混合程度基本上達(dá)到了完全互熔狀態(tài)[6，15]。

從圖 4e，4f，4g，4h 可以看出，模壓成型 PE–UHMW／PE–HD合金斷面存在明顯拔絲現(xiàn)象。合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)相比于注塑合金的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，可清楚看到合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)中PE–HD分子鏈對(duì)熔融狀態(tài)的PE–UHMW粒子有一定的擴(kuò)散效果，但只有壓力支配下的模壓成型合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)中PE–HD分子鏈對(duì)熔融狀態(tài)的PE–UHMW粒子擴(kuò)散作用有限，PE–UHMW分子鏈過(guò)長(zhǎng)經(jīng)螺桿擠出易發(fā)生纏結(jié)，黏度高，分子鏈運(yùn)動(dòng)困難，大量纏結(jié)的PE–UHMW團(tuán)聚體沒(méi)有被容易擴(kuò)散的PE–HD熔體完全包埋直接分散于基體中，呈現(xiàn)PE–UHMW富集區(qū)的現(xiàn)象。同時(shí)PE–UHMW粒子與基體間存在明顯的界面，呈現(xiàn)兩相結(jié)構(gòu)。這表明熔融混合過(guò)程中在PE–UHMW基體中引入PE–HD，PE–UHMW分子鏈擴(kuò)散能力確實(shí)獲得了大幅的提高，且兩相之間可充分地相互擴(kuò)散。但由于PE–UHMW和PE–HD兩相的熔體黏度存在差異，分子鏈擴(kuò)散能力的不同，纏結(jié)的PE–UHMW熔融塑化過(guò)程中熔體存在著明顯的形狀“記憶”效應(yīng)，且高分子量的PE–UHMW粒子極易先成核結(jié)晶，而熔體擴(kuò)散好的同構(gòu)PE–HD只能包埋難以擴(kuò)散的PE–UHMW，加之高彈性顆粒之間的相互摩擦作用，熔融擠出混合時(shí)擠出機(jī)螺桿對(duì)顆粒剪切作用很弱，導(dǎo)致在靜態(tài)壓力支配下模壓成型合金微觀結(jié)構(gòu)中存在較多的UHMWPE富集區(qū)[6，16]。因此，模壓成型合金力學(xué)性能的增強(qiáng)主要?dú)w因于共混物微觀結(jié)構(gòu)中富集區(qū)“PE–UHMW粒子”可以很好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞和自潤(rùn)滑作用，以至于材料受到拉伸應(yīng)力、摩擦力作用下進(jìn)行外力傳遞和耗散，進(jìn)而提高材料的韌性和耐磨性[16–17]。以上的兩種成型方法所得合金的微觀結(jié)構(gòu)表征結(jié)果與旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)試流變行為和相結(jié)構(gòu)互相吻合。

3 結(jié)論

通過(guò)考察 PE–UHMW ／PE–HD 共混物在注塑和模壓成型下的動(dòng)態(tài)流變行為和力學(xué)性能，可以得到以下結(jié)論：

(1)動(dòng)態(tài)流變學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，注塑共混物中的組成比與Han曲線不存在依賴性，PE–UHMW ／PE–HD共混物在熔體狀態(tài)下未發(fā)生相分離過(guò)程。而模壓成型共混物中的組成比與Han曲線存在一定的依賴性，Han曲線隨著共混體系PE–UHMW的含量的組成變化而改變，共混體系在熔體狀態(tài)下發(fā)生了輕微分相過(guò)程，且隨著高相對(duì)分子量的PE–UHMW增加，共混物的相行為以PE–UHMW相的高彈橡膠態(tài)呈現(xiàn)。

(2)力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，模壓成型合金的斷裂強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于注塑合金。當(dāng)PE–UHMW／PE–HD的質(zhì)量比為75／25時(shí)，模壓成型合金的拉伸強(qiáng)度可達(dá)46.9 MPa，且模壓成型所有組成的力學(xué)性能可與純PE–UHMW材料的力學(xué)性能比擬，可應(yīng)用于高性能聚乙烯管道專用料。

(3) 采用 SEM進(jìn)一步驗(yàn)證注塑和模壓合金微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響，揭示模壓合金的微觀結(jié)構(gòu)中PE–HD相雖有利于PE–UHMW分子鏈擴(kuò)散使得兩相混溶，而超長(zhǎng)的PE–UHMW分子鏈加工易受到螺桿拖曳擠壓剪切作用力發(fā)生纏結(jié)，熔體擴(kuò)散能力受到限制，隨著PE–UHMW相含量增大，共混物的黏彈性改變，壓力場(chǎng)支配下模壓不能使共混物中未熔PE–UHMW充分?jǐn)U散、滲透，因此模壓合金的相形貌會(huì)呈現(xiàn)微相分離的富集區(qū)PE–UHMW粒子，而合金力學(xué)性能的增強(qiáng)主要?dú)w因于富集區(qū)“PE–UHMW粒子”的應(yīng)力傳遞作用。這一相形貌的表征結(jié)果，與模壓合金的流變行為造成的相形態(tài)相吻合。