高熔体强度聚丙烯开发研究进展

按照不同在制备方法,综述了国内外高熔体强度聚丙烯的研究进展。高熔体聚丙烯的合成方法主要有以下三种:射线辐射法,化学交联法,聚合合成法。影响高熔体聚丙烯的主要因素是分子结构。要增加聚丙烯的熔体强度,必须改变聚丙烯的分子结构。高熔体聚丙烯具有优异的物理和化学稳定性能。与普通聚丙烯在变形温度、熔点、冲击强度、结晶行为和拉伸强度等方面进行比较,介绍了高熔体强度聚丙烯的性质和熔体强度的测定方法。可以得知,高熔体聚丙烯比普通聚丙烯在各个方面都表现出较大的优势。     

高熔体强度聚丙烯的制备及其性能研究

聚丙烯（PP）因其优良性能广泛应用于诸多领域,但同时也有着韧性差,熔体强度低等缺点。而高熔体强度聚丙烯（HMSPP）是一种具有较高熔体强度、较好熔体弹性的聚丙烯树脂,它的发现拓展了聚丙烯在物理发泡、挤出涂布及热成型等领域的应用,多年来一直是聚烯烃研究工作的重点。本文以2,5-二甲基-2,5-双-（叔丁基过氧）己烷（DHBP）为引发剂,采用多官能团单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）对市售聚丙烯（PP）进行接枝,同时加入支化促进剂二硫化四丁基秋兰姆（TBTDS）以提高接枝效率,成功制备了具有高熔体强度的聚丙烯并进行了配方优化。本文测定了接枝产物的熔体流动速率(MFR)及采用公式法计算熔体强度(MS)。通过红外光谱（IR）对所得高熔体强度聚丙烯的分子结构进行表征,结果表明单体已接枝在PP主链上,通过差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）方法,对所得高熔体强度聚丙烯的热性能进行分析和表征,结果表明接枝产物的熔融温度没有显著变化,耐热温度有所上升。拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能的测定结果表明接枝产物的力学性能有显著提高。     

高熔体强度聚丙烯的制备及其性能

以2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)己烷(DHBP)为引发剂,采用多官能团单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)对市售聚丙烯(PP)进行接枝,同时加入支化促进剂二硫化四丁基秋兰姆(TBTDS)以提高接枝效率,成功制备了具有高熔体强度的聚丙烯,并进行了配方优化.测定了接枝产物的熔体流动速率(MFR)及采用公式法计算熔体强度(MS).通过红外光谱(IR)对所得高熔体强度聚丙烯的分子结构分析表明,单体已接枝在PP主链上;通过差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)等方法分析了高熔体强度聚丙烯的热稳定性,接枝产物的熔融温度没有显著变化,耐热温度有所上升.拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能测试表明接枝产物的力学性能有显著提高.     

电磁半连铸液穴形状随磁场强度的变化规律

对不同强度低频交变电磁场作用下,CREM法半连铸7075铝合金过程中的液穴,即熔体弯液面形状、熔体与结晶器接触高度、初凝壳形成位置点,以及液穴深度的变化规律进行了实验研究·结果表明:随着磁场强度的增大,弯液面曲率半径及熔体与结晶器接触高度减小、初凝壳形成位置点降低、液穴深度也随之相应减小     

液穴形状及铸锭表面质量随磁场强度的变化规律

CREM法半连铸7075铝合金过程中,对不同强度低频交变电磁场作用下,液穴形状,即熔体弯液面形状、熔体与结晶器接触高度、初凝壳形成位置点以及液穴深度的变化规律进行了实验研究·结果表明,随着磁场强度的增大,弯液面曲率半径及熔体与结晶器接触高度减小、初凝壳形成位置点降低、液穴深度也随之相应减小,铸锭表面质量明显提高     

In及In-1%Cu熔体团簇的"热收缩"现象

利用液态金属X射线衍射仪对纯In熔体及In 1 %Cu熔体分别在 2 80℃、390℃、5 5 0℃、65 0℃、75 0℃进行了实验研究 ,获得了二者的衍射强度、结构因子、双体分布函数、径向分布函数以及平均最近邻原子间距、原子配位数 .结果表明 ,随温度由 2 80℃升高到 75 0℃ ,两种熔体的平均最近邻原子间距r1 和原子配位数Ns都呈现出减小的趋势 ,原子团簇都出现“热收缩”现象 ,加 1 %Cu后的熔体团簇热收缩程度较之纯In熔体大 .在整个测试温度区间内两种熔体的热收缩都不是均匀的 ,而是在某个温度区间发生突变 ,收缩明显 ,纯In熔体的突变区间为390℃～ 5 5 0℃ ,In 1 %Cu熔体的突变区间为 2 80℃～ 390℃ ,加 1 %Cu后突变区间向低温转移     

高熔体强度聚丙烯的制备

本文阐述高熔体强度聚丙烯的制备过程及各类影响因素。     

定向凝固过程中固有磁场作用下的导电硅熔体流动特性

以定向凝固法生长硅晶体为例，针对加热器生成固有磁场作用下导电硅熔体的流动特性开展数值模拟研究。首先计算获得了不同加热电流接入方式下熔体区域洛伦兹力的大小与方向分布，进而研究了洛伦兹力驱动下熔体流动的结构与强度。结果表明，导电硅熔体中加热器生成固有磁场的磁感应强度约为10^-3 T、感应电流密度约为10⁴ A/m²、最大洛伦兹力可达12 N/m³,大的洛伦兹力主要分布在熔体的上部和侧部表面附近区域，能够驱动熔体流动呈现强烈的三维特征，改变加热电流的接入方式能够显著影响洛伦兹力的空间分布及熔体的流动特性。相关研究有助于深入认识加热器的加热与磁场控制双重功能，有助于实现对导电熔体流动和定向凝固过程的精确控制。     

热塑性聚氨酯熔体粘弹性对发泡的影响研究

采用旋转流变仪和差示扫描量热仪系统测试了3种结构不同热塑性聚氨酯(TPU)的动态流变性能和非等温结晶曲线,并结合间歇发泡实验探讨了TPU熔体粘弹性对发泡倍率和泡孔结构的影响。结果表明:3种TPU均表现出线性分子链特征;具有高的零切黏度及低频区储能模量的TPU表现出更大的熔体强度和更好的熔体弹性,有利于获得发泡倍率高、泡孔均匀的发泡材料。     

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．     

聚丙烯纤维对高温下混凝土性能的影响

聚丙烯纤维对高温下混凝土性能的影响研究结果表明,掺2.0～3.0kg·m~(-3)聚丙烯纤维的混凝土与不掺聚丙烯纤维的普通混凝土相比,抗压强度影响不大,抗折强度稍有提高,高温下动弹性模量损失率降低,混凝土的抗爆裂性能得到有效的改善,最后分析了聚丙烯纤维影响混凝土抗爆裂性能机理。     

PP-g-MA及其混合相容剂增容r-PET/PP共混物的力学性能

 为利用废弃PET（r-PET）发展r-PET/PP共混物,该文制备了不同r-PET/相容剂、r-PET/PP和PP-g-MA及其混合相容剂增容r-PET/PP共混物,研究了以上共混物的拉伸、弯曲和冲击性能,讨论了不同相容剂对r-PET力学性能,r-PET对PP力学性能和增容共混物力学性能的影响。结果表明相容剂加入降低r-PET力学性能,r-PET提高PP拉伸和弯曲性能,r-PET/PP共混物的拉伸和弯曲性能随r-PET用量增加而提高,表明r-PET对PP中具有增强作用。PP-g-MA加入提高r-PET/PP共混物拉伸和弯曲性能,POE-g-MA和EVA-g-MA加入提高PP-g-MA增容r-PET/PP共混物冲击强度,采用混杂相容剂可获得综合性能优良的r-PET/PP共混物。     

高熔体强度聚丙烯的非等温结晶动力学

运用DSC手段研究了高熔体强度聚丙烯的非等温结晶行为，并与普通聚丙烯进行了对比。对所得数据用修正Avrami方程的Jeziorny法进行处理。用Jeziorny法求出的参数Z_c 和n随冷却速率的增加而增加 ,但高熔体强度聚丙烯的Z_c 和n值略大于线性聚丙烯的Z_c 和n。在相同的降温速率下高熔体强度聚丙烯的ΔH_c 比普通聚丙烯的ΔH_c 的小。     

EPDM与PP流变性能及其体系形态影响因素分析

EPDM／PP体系各组分材料的流变性能测试表明,两者均为假塑性流体且黏度比大,要比一般聚合物共混物难加工．通过EPDM／PP体系能耗速率数学模型的建立,分析了流场强度、振动强度、相态尺寸、流变参数对体系形态的影响．随着振动强度的增加,共混体系的稳定裕度增大,EPDM为分散相时其粒径必须足够小才能获得高性能制品,改变流场强度和流变参数亦可实现对EPDM／PP体系形态的控制．     

粉煤灰/EPDM混炼胶对聚丙烯力学性能及加工性能的影响

将发电厂的废料粉煤灰粉碎至微米级后与三元乙丙橡胶(EPDM)混炼，由此制得的混炼胶再与聚丙烯树脂进行熔融共混，经注射成样条后分别测试其冲击强度和拉伸强度。结果表明添加此混炼胶能显著地改善聚丙烯的韧性，而且由于刚性粉煤灰的加入减少了因韧性增加所导致的拉伸强度下降；同时熔融指数及密炼试验表明，共混体系的加工流动性能没有太大变化。利用含有粉煤灰的混炼胶填充聚丙烯是提高粉煤灰利用价值的有效途径。     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP力学性能的影响

制备了加有官能团化聚丙烯 (FPP)、接枝单体和原位形成FPP改性Mg(OH) 2 /PP复合材料 ,研究了FPP、接枝单体和原位形成FPP对Mg(OH) 2 /PP复合材料力学性能的影响 ,实验结果表明 ,Mg(OH) 2 使PP力学性能明显降低 ,缺口冲击强度降低比弯曲、拉伸强度更加明显 ,但模量提高。FPP加入有利于复合材料弯曲、拉伸强度提高 ,而且Mg(OH) 2 用量越多 ,效果越明显。接枝单体加入也明显提高复合材料的力学性能 ,尤其高含量Mg(OH) 2 填充复合材料。虽然原位形成FPP改性复合材料的力学性能比仅加有接枝单体的低 ,但随接枝单体用量增加而提高。抗氧剂对原位形成FPP改性复合材料Mg(OH) 2 /PP力学性能影响不大。     

聚丙烯单丝增强石膏基复合材料力学性能的研究

采用较粗的聚丙烯(PP)单丝作为石膏材料的增强材料,通过抗折和抗压实验研究了单丝长度、掺量对PP单丝/石膏复合材料抗折和抗压强度的影响.抗折实验结果表明:PP单丝的掺入有利于提高复合材料的抗折强度,当掺量小于1%时,复合材料抗折强度随掺量增加而变大,当掺量为2%时复合材料抗折强度呈下降趋势;掺量相同的情况下,单丝长度越长增强效果越好,15 mm的PP单丝掺量为1%的试样抗折强度最高较空白样提高了26%;折断后试样断口中PP单丝呈拔出状,表明PP单丝与石膏材料的结合较弱.抗压实验结果表明:PP单丝的掺入降低了复合材料的抗压强度,抗压强度随掺入量增加而减小,15 mm的PP单丝掺量为2%的试样抗压强度最小较空白样减少了9.6%.     

纳米CaCO3改性聚丙烯力学性能和微观结构的研究

通过混合、熔融挤出,把纳米CaCO3填充到聚丙烯PP基体中去,制得高强度低成本的PP改性复合材料。对该复合材料进行了力学性能测试和微观结构的观察,并对纳米CaCO3改性PP的增韧机理进行了讨论。实验结果表明,纳米CaCO3填充PP用量在12份时,对PP复合材料有明显的增韧增强作用,而且可有效地降低原料成本18%～25%。     

碳酸钙填充β-成核PP复合材料的力学性能

为研究β-晶对碳酸钙填充PP复合材料力学性能的影响,该文采用负载β-成核剂的纳米碳酸钙(β-CC)混合纳米碳酸钙(CC)或微米碳酸钙(WC)填充PP制备了β-PP复合材料及其PP-g-MA、POE-g-MA和EVA-g-MA作为相容剂的增容复合材料。力学性能研究结果表明,随着CC和WC用量增加,PP拉伸强度降低、模量提高;β-CC填充PP复合材料模量提高,拉伸强度变化不大。PP-g-MA增容提高填充PP复合材料拉伸强度、杨氏模量和冲击强度;POE-g-MA增容明显提高冲击强度,EVA-g-MA增容降低拉伸性能。β-CC/PP复合材料冲击强度随着β-CC用量增加而提高,β-CC/CC/PP和β-CC/WC/PP冲击强度高于CC/PP(w(CC)/w(PP)=5/95)和WC/PP(w(WC)/w(PP)=5/95)复合材料归结于高韧性β-晶形成。     

云母增强聚丙烯的研究

采用云母增强聚丙烯后,PP/云母复合材料与纯聚丙烯相比,模量与弯曲强度均会有较大幅度的提高,但冲击强度下降,甚至低于纯聚丙烯。此外,云母含量较高时,复合材料的流动性下降。基于 PP/云母复合材料所存在的问题,本课题采用聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶/云母(PP-HDPE-EPDM/云母)和聚丙烯-高密度聚乙烯-三元乙丙橡胶-乙烯醋酸乙烯共聚树脂/云母(PP-HDPE-EPDM-EVA/云母)两种共混填充体系,对云母增强聚丙烯进行增韧和提高流动性的研究。通过适当的配比,两种体系均在一定程度上提高了 PP/云母复合材料的冲击韧性和流动性。此外,通过扫描电镜对偶联剂处理云母的界面形态和偶联效果也做了初步的分析工作。