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      雖然聚烯烴材料具有廣泛的應(yīng)用范圍，在目前的土工合成材料領(lǐng)域占有重要的地位，但是，由于其大分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其力學(xué)性能同聚酯、聚酰胺等材料相比較差，為了更好地發(fā)展聚烯烴材料，擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品種類，人們往往采取一定的技術(shù)手段對(duì)聚烯烴材料進(jìn)行改性，以期獲得更高的性能價(jià)格比的材料，相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道[6`9]很多。改性的研究方法較多，根據(jù)塑料和纖維的加工工藝不同采用不同的改性手段，一般來講，普遍的研究方法如下所述。3.1 高性能塑料的研究方法1：改變材料的結(jié)晶狀態(tài)通過改變材料的結(jié)晶狀態(tài)來改變材料物理機(jī)械性能，是一種重要的研究手段，普遍的做法是添加其他成分的成核劑。多年來，常常用添加成核劑的方法研究聚丙烯材料高性能化，以提高其結(jié)晶性能和機(jī)械性能。聚丙烯是結(jié)晶性聚合物，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)含有體積較大的球晶，通過加入成核劑，可以加快聚丙烯的結(jié)晶速度，形成細(xì)小致密的球晶，或改變其微晶結(jié)構(gòu)，使之有利于提高抗沖擊強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，有利于產(chǎn)品的加工和外觀。 國內(nèi)外有許多單位進(jìn)行過此類內(nèi)容的研究。有的成核劑為有機(jī)材料，比如華東理工大學(xué)[10]的高性能聚丙烯樹脂用成核劑，通過分子設(shè)計(jì)和合成技術(shù)，研制的高效有機(jī)成核劑可提高聚丙烯的拉伸、彎曲、沖擊和結(jié)晶溫度等綜合性能。有的成核劑為有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料，比如一種聚丙烯材料的增剛增韌劑[11]，為有機(jī)材料與金屬的均聚物，能夠極大地提高聚丙烯的剛性、結(jié)晶溫度、撓曲系數(shù)、耐熱性能，且不會(huì)降低聚丙烯材料的抗沖擊性質(zhì)。方法2：通過物理和化學(xué)方法接枝、交聯(lián)改性該種方法經(jīng)常用于聚乙烯的穩(wěn)定化處理。比如可以利用γ—輻射對(duì)PE和穩(wěn)定劑進(jìn)行輻照處理，得到交聯(lián)的PE；也可以通過過氧化物在高溫下對(duì)PE和穩(wěn)定劑進(jìn)行處理，得到交聯(lián)的PE；如果在過氧化物處理過程中同時(shí)加入乙烯基硅烷，則能得到硅烷接枝的PE。方法3：專用料的研制有些時(shí)候，限于生產(chǎn)設(shè)備和條件，添加外加劑難于大幅度提高材料的性能要求，在這種情況下，為提高材料的性能，必須研究專用料和專用牌號(hào)的生產(chǎn)。例如，通過新式聚合工藝將各有優(yōu)勢(shì)的兩種或更多種材料結(jié)合在一起。多種材料結(jié)合后，并不是多種產(chǎn)品的混合物，而是達(dá)到分子水平的平均分布，可認(rèn)為是一種材料。成功的典型例子為北歐化工公司的雙峰聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)，將線性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)通過在超臨界狀態(tài)下的環(huán)管及氣相釜雙反應(yīng)器串聯(lián)工藝聚合，得到的雙峰聚乙烯，既含有很短的聚合物分子鏈，起到分子間的潤滑作用，能夠改善加工性能；又含有很長(zhǎng)的聚合物分子鏈，保證了材料的機(jī)械作用。3.2 高性能纖維的研究纖維同塑料相比，其取向度較高，這決定于其不同的生產(chǎn)工藝。因此，材料的高性能方法也有不同。方法1：改進(jìn)原料聚合工藝傳統(tǒng)的方法是選用制造成本較高的高強(qiáng)絲專用樹脂。通過調(diào)節(jié)分子量和分子量分布，或選用熔融指數(shù)適當(dāng)?shù)臉渲?。工業(yè)用聚酯、聚酰胺纖維和高強(qiáng)聚乙烯纖維、高強(qiáng)聚丙烯纖維仍是土工合成材料的研究熱點(diǎn)。 方法2：共混改性通過共混改性也是提高纖維的強(qiáng)度和模量的常用方法。例如添加與聚丙烯樹脂不相容的樹脂紡絲，或者將不同分子量的樹脂共混，也是一種提高聚烯烴纖維性能方法的研究熱點(diǎn)。通過紡絲工藝的調(diào)整，提高其取向度，從而得到高強(qiáng)度高模量的長(zhǎng)絲、短纖維和扁絲。方法3：改進(jìn)紡絲設(shè)備及工藝聚烯烴、聚酰胺、聚酯纖維中都有折疊鏈存在，這些纖維在制造過程中雖然都受到4～10倍的牽伸，仍然有相當(dāng)大比例的分子折疊鏈存在。如果在適當(dāng)?shù)臏囟群图庸l件下，進(jìn)行超牽伸，再將材料中的分子折疊鏈打開，則可以大大提高纖維的抗拉強(qiáng)度和剛性，得到高性能纖維。該方法可用于聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺和聚酯纖維的高性能研究。通過改進(jìn)紡絲設(shè)備及工藝，可實(shí)現(xiàn)提高大分子鏈的伸展程度和結(jié)晶度，改善高分子材料的結(jié)晶類型，提高纖維中大分子的取向度。總之，對(duì)熔紡設(shè)備和工藝進(jìn)行技術(shù)改造是實(shí)現(xiàn)纖維高性能化的重要手段。