HDPE/PA54阻隔材料的制备及力学性能优化

利用高密度聚乙烯（HDPE）与尼龙54（PA54）,并加入一定量的增容剂锌中和乙烯丙烯酸三元共聚物（Zn-EAA）,熔融共混制备阻隔型HDPE／PA54共混体系．讨论了W（PA54）含量、增容剂W（Zn—EAA）含量、加工温度及共混时转子转速对共混体系熔体力矩、甲苯的阻隔性能及拉伸屈服强度的影响．研究发现,增加W（PA54）含量,共混体系的熔体力矩有所降低,对甲苯的阻隔性能有所上升,但拉伸屈服强度降低,过高的W（ZnEAA）对阻隔性能不利;升高共混温度,共混体系的熔体力矩下降,阻隔性能先上升后下降,拉伸屈服强度基本不变;增加共混时转子转速,共混体系的熔体力矩升高,阻隔性能有所下降,拉伸屈服强度略有上升．当W（HDPE／PA54）一60／40、Zn—EAA相对于PA54质量含量为15％、共混加工温度为180—190℃、螺杆转速为80-95r／min时,HDPE／PA54共混体系的阻隔性能和力学性能最优．     

高剪切应力诱导引发乙丙橡胶与马来酸酐官能化反应的研究

采用在熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导引发方法和采用添加引发剂与提高螺杆转速的应力诱导复合引发方法，研究了乙丙橡胶（EPR）与马来酸酐（MAH）的官能化反应；采用化学分析、熔体流动速率测定、FT—IR、SEM观测和材料力学性能测试等方法考察了官能化产物（EPR-g-MAH）性能及其对PA66／EPR-g-MAH共混材料力学性能的影响。结果表明：双螺杆挤出机的螺杆转速和官能化反应温度对产物的接枝（嵌段）率和熔体流动速率具有重要影响；与热引发方法相比较，270℃条件下螺杆转速由80r／min提高至800r／min时，产物的接枝（嵌段）率由0．26％提高至0．47％；与引发剂引发方法相比较，产物熔体流动速率由每10min约0．07g提高至1．80g，抑制或避免了官能化过程中的交联副反应；所得产物的接枝（嵌段）率和熔体流动速率易于控制，对于PA66的增韧作用，存在最佳接枝（嵌段）率（约0．66％）和最佳熔体流动速率（每10min约2．0g）。     

应力诱导引发HDPE/EPDM官能化反应及其对复合薄膜Al/胶层层间剥离强度的影响

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导引发方法和添加引发剂与提高螺杆转速复合诱导方法,研究高密度聚乙烯(HDPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)共混物与马来酸酐(MAH)的官能化反应及产物(HDPE/EPDM)-g-MAH对复合薄膜A l/胶层层间剥离强度的影响.研究结果表明:双螺杆挤出机的高螺杆转速、高剪切应力作用可直接引起大分子链的断链反应,形成大分子自由基,引发HDPE/EPDM共混物的官能化反应;挤出反应温度越高、螺杆转速越快,则官能化产物接枝(嵌段)率的提高越显著;添加少量引发剂具有进一步促进官能化反应的作用,官能化反应过程易控制;官能化产物(HDPE/EPDM)-g-MAH的接枝率越高,熔体流动性越好,复合薄膜A l/胶层层间剥离强度越高.在310℃的反应温度和800 r/m in的螺杆转速条件下,25 mm宽的复合薄膜A l/胶层层间剥离强度可达145 N.     

挤出共混中的高剪切应力对PP-HDPE-滑石粉共混材料力学性能的影响

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了双螺杆挤出机的高剪切应力作用对聚丙烯(PP)、PP-滑石粉和PP-高密度聚乙烯(HDPE)-滑石粉共混材料力学性能的影响.结果表明:双螺杆挤出机的高螺杆转速、高剪切应力作用,可促进材料中滑石粉颗粒的均匀分散、促进HDPE均匀分散于PP基体的乙丙共聚物的相态之中,可引起PP或HDPE的断链反应、引起HDPE大分子自由基与PP基体中的EPR相以及与滑石粉表面偶联助剂之间的结合反应,引起共混材料缺口冲击强度的显著增大;少量极性烯类单体的加入和较低的挤出反应温度条件(180℃)有利于形成的大分子自由基与极性烯类单体的接枝、嵌段反应、界面间的偶联结合反应及其原位增粘作用,并引起PP-HDPE-滑石粉共混材料缺口冲击强度的进一步增大.     

紫外线辐射HDPE与PA6共混物的研究

通过元素分析、抽滤分析、力学性能测试等研究了PA6与紫外线辐照HDPE共混物的结构与性能。结果表明:紫外线辐照下,分子链上引入了C=O、COOH-、OH-、OOH、等极性基团,提高了共混体系相容性,共混物的断裂伸长率和冲击强度明显得到改善。     

三螺杆挤出共混聚酰胺66/聚苯醚的工艺参数优化分析

基于具有高黏度比的聚酰胺66/聚苯醚共混体系，研究了倒三角排列的三螺杆挤出机（TTSE）的工艺参数对共混物混合效果的影响。通过Box-Behnken响应面设计并分析实验结果，发现螺杆转速、产量和分散相占比对共混效果均有一定影响，通过工艺优化能够获得良好的分散效果；通过对比相同工艺下三、双螺杆挤（TSE）出机的共混效果，证明了拉伸流场对于共混效果和材料性能有明显的改善。     

轮胎胶应力诱导脱硫及共混丁苯橡胶力学性能

采用在熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法,研究了双螺杆挤出机的螺杆转速和挤出反应温度对脱硫轮胎胶共混物(DGTR-EPDM)凝胶含量、溶液特性黏数和溶胶红外吸收光谱的影响.研究了脱硫工艺条件对丁苯橡胶脱硫轮胎胶共混物(SBR-DGTR-EPDM)再硫化共混材料力学性能的影响.实验结果表明:双螺杆挤出机的高剪切应力作用,可诱发废旧轮胎胶粒(GTR)中交联网络的断链反应和氧化降解作用,引起脱硫共混物(DGTR-EPDM)中凝胶含量的下降、溶液特性黏数的减小和溶胶分子链中含氧基团和亚磺酸酯基团的明显增加.挤出机螺杆转速越快,挤出反应温度越高,其所得SBR-DGTR-EPDM再硫化共混材料中未脱硫凝胶颗粒尺寸即越小.在最佳脱硫反应条件下,所得DGTR-EPDM-SBR再硫化共混材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到19.5MPa和400%.     

抗菌聚酰胺纤维的制备及结构与性能

采用熔融缩聚的方法合成了胍基聚合物（PHGC，PHBG）抗菌剂，应用DSC及热失重研究了抗菌剂的热稳定性，对PA6／PHGC共混体系进行了流变性能分析，纺制了PA6／PHGC纤维，研究了共混纤维的抗菌性能及抗菌剂加入对其他性能及结构的影响。     

PA6/PTFE和PA66/PTFE的力学性能和熔融行为的实验研究

研究了PA6/PTFE和PA66/PTFE共混物的熔融过程的热学性能、动态力学性能和吸水前后的静态力学性能.结果表明:吸收水和PTFE对共混物静态拉伸性能和弯曲性能的影响不同.共混物弯曲性能受PTFE含量的影响不显著,受吸收水的影响较大;而共混物的拉伸性能受吸收水的影响较小,但PTFE的加入使共混物的断裂伸长率比纯PA的断裂伸长率严重降低.PA6/PTFE共混物的熔融温度随PTFE含量的增加而升高,熔融热却随PTFE含量的增加而降低.     

机械力引发官能化POE及其增韧尼龙66的研究

采用在熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法，研究了机械力引发马来酸酐(MAH)熔融接枝弹性体POE的接枝反应：化学滴定法和红外光谱法分析的结果表明，随着螺杆转速的增加，接枝产物的接枝率出现先下降后增大的变化趋势，接枝产物的熔体流动速率(MFR)在螺杆转速≥400r／min时出现显著增大，随着接枝反应温度的增加，产物接枝率和熔体流动速率均明显增大；一定条件下，可控制制得具有较高接枝率(接枝率≥0．39％)、较好熔体流动速率(MFR=0．05～0.4g／min)和较低凝胶质量分数(≤0．3％)的接枝产物(POE-g-MAH)。材料力学性能测试和试样断面SEM分析结果表明，此接枝产物POE-g-MAil对尼龙66具有良好的增韧作用，可使PA66／POE-g-MAH共混材料的缺口冲击强度达到原未改性材料的12倍左右。     

DPD方法模拟嵌段共聚物PP-g-PA6对PP/PA6共混相容性的影响

应用耗散粒子动力学（DPD）模拟方法研究不同共混比PP/PA6的介观相貌及动力学演变过程。加入适量PP-g-PA6后比较研究PP-g-PA6作为相容剂对PP/PA6在不同混合比下相形态的影响,发现在一定混合比下加入少量PP-g-PA6能改变PP/PA6的介观形貌。此外,为研究不同添加量PP-g-PA6对PP/PA6相容性的影响,相对PP和PA6总量分别为2%,4%,6%,8%和10%的PP-g-PA6被加入到90PP/10PA6体系中。结果发现少量的PP-g-PA6能降低共混体系界面张力,提高共混相容性,但是过量的PP-g-PA6会使得体系PA6发生相溶胀从而使体系界面张力变大,不利于体系相相容。     

应用激光流体应变率仪测量壁面阻力

激光流体应变率仪是能将流体边界层的近壁区线性速度分布与菲涅尔双棱镜分光形成的干涉条纹的间距线性特性结合起来的测量仪器,能够直接测量固体表面边界层的速度梯度,而且不干扰流场,并由速度梯度可推出壁面剪切应力。用这种仪器在二维流动管道中进行了测量层流和湍流的初步试验。试验表明,对层流的测量结果与理论分析基本一致。因此,该仪器可作为流体边界层的壁面阻力测量及监视工具。     

不同流变模式钻井流体圆管层流压耗的通用精确算法

钻井工程常用的管流压耗分析方法计算精度低,且不能适应一些相对复杂的流变模式。在已知流变方程的条件下,利用通用圆管流量方程建立流量与管壁切应力或管壁剪切速率的精确关系式,通过该关系式由给定的流量求解管壁切应力,进而获得圆管层流压耗精确值。这种方法适用于所有流变模式的钻井流体圆管层流,具有普适性好、建模过程简单、模型精度高等特点;室内试验表明该算法相对于传统算法是一种更加精确的圆管层流压耗计算方法;该方法的提出为一些复杂的流变模式在钻井工程及其他工程领域的推广应用提供了良好的基础。     

碳酸镁晶须的反向沉淀法制备及其阻燃性能

【目的】制备碳酸镁晶须并研究其作为填充物时对复合材料阻燃和力学性能的影响。【方法】以镁盐和碳酸钠为原料,采用反向沉淀法制备碳酸镁晶须,并考察镁盐(MgSO_4·7H_2O、Mg(NO_3)_2·6H_2O、MgCl_2·6H_2O等)、反应时间、滴液速度、表面活性剂[十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)]等因素对碳酸镁晶须形貌的影响;同时研究经钛酸酯偶联剂NDZ-311改性后的碳酸镁晶须对高密度聚乙烯(HDPE)材料的阻燃性能和力学性能的影响。【结果】所制备的碳酸镁晶须形貌为棒状,以MgSO_4·7H_2O与Na_2CO_3反应30min,硫酸镁溶液滴加速率为3.5mL·min~(-1)时所制备的碳酸镁晶须长径比最大;表面活性剂可显著提高其长径比。经钛酸酯偶联剂NDZ-311改性后的碳酸镁晶须可明显提高HDPE的阻燃性能和拉伸强度,当其添加量为高密度聚乙烯的40wt%时,复合材料的拉伸强度提高一倍。【结论】采用反向沉淀法可制备棒状碳酸镁晶须,该晶须对HDPE具有良好的阻燃和增强性能。     

碱性钙基膨润土协同卤锑阻燃HDPE的研究

【目的】解决卤锑阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料燃烧时发烟量大、熔融滴落严重等问题。【方法】采用自制的碱性钙基膨润土(Ca-MMT)与卤锑阻燃剂复配阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧等级、力学性能和热稳定性等测试,研究Ca-MMT和卤锑阻燃剂对HDPE的协同阻燃效应。【结果】HDPE/DBDPE/Sb2O3/Ca-MMT复合材料的LOI由纯HDPE的19.60%提高至32.77%,水平燃烧等级由HB75级提高至HB级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;拉伸强度由13.35MPa提高至23.33MPa,力学性能良好;失重率由纯HDPE的96.17%降至86.50%,热稳定性明显提高。碱性钙基膨润土的最佳添加量为4%。【结论】自制的Ca-MMT与卤锑阻燃剂有较好的协同阻燃作用。     

高聚物复合共挤出的流动分析和实验研究

分析了狭缝口型中的一维复合共挤出流动,叠代计算得到两相界面位置以及速度、剪切速率和切应力的分布。并利用机头流道出口处的无量纲流量分布,计算得到沿口型宽度方向上的界面分布曲线,分析了物料的流变学特性———粘度对界面位置的影响。实验结果与理论计算结果基本吻合。     

聚氯醚合金体系力学性能与亚微相态的研究

采用共混的方法制备了聚氯醚/氯丁胶、聚氯醚/尼龙6、聚氯醚/氯化聚乙烯、聚氯醚/聚甲醛等合金, 并对各种合金体系的力学性能和亚微相态进行了研究。结果表明, 用氯化聚乙烯改性的聚氯醚其韧性大幅度提高, 缺口冲击强度增加30多倍, 从而确定了开发超韧聚氯醚合金的较好途径。     

POE-g-MAH增韧改性PA6的力学性能

研究了接枝马来酸酐的乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）对增韧改性尼龙6（PA6）力学性能的影响结果表明：随着POE-g-MAH含量的增加,PA6的拉伸模量和强度及弯曲模量和强度均有所下降,但冲出强度和断裂仲长率均显著提高;增韧改性后PA6断面形貌明显成韧性断裂,且其熔体流动速率随POE-g-MAH含量增加而下降;当POE-g-MAH质量分数为25％时,增韧PA6的综合性能最佳,可用作PA柔性管材专用料。     

不同口模直径下聚合物熔体流变特性试验研究

采用双料筒毛细管流变仪,研究了口模直径从1.5 mm减小到0.5 mm时聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)4种聚合物熔体的流变特性,并讨论了在口模直径为0.5 mm条件下温度对熔体剪切粘度、温度和剪切速率对熔体非牛顿指数的影响.试验结果表明,在剪切速率102～104s-1,4种聚合物熔体的剪切粘度均随剪切速率的提高而减小.PS和PMMA熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而增大,PP和HDPE熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而减小.随着剪切速率的提高,不同口模直径下熔体剪切粘度的差异逐渐缩小.在口模直径为0.5 mm的条件下,4种聚合物熔体的剪切粘度对温度的依赖性符合Arrhenius方程;熔体的非牛顿指数随着温度的升高而增大,随着剪切速率的提高而减小.     

HDPE/NBR共混物熔体流变特性

通过熔融共混法制备了HDPE NBR共混物 ,采用毛细管流变仪研究其流变特性。结果表明 :此共混体系属于假塑性流体 ,表现粘度随剪切速率和温度的升高而降低 ,随NBR和增容剂含量的降低而降低。