PPR材料抗低温性能研究

摘要

无规共聚聚丙烯（PPR）由于其优良的综合性能，近几年在工业领域得到了广泛的使用，尤其是在室内外冷热水管的应用方面尤为突出。但由于其低温脆性高、极易产生应力诱导开裂等问题从而影响了PPR管材的生产、存储、运输、安装和使用等过程。因此，有效提高PPR材料的抗低温冲击性能就成为亟待解决的关键性技术问题。目前国内外通过加入高抗冲弹性体共混改性可以有效提高材料的冲击韧性。但大多数研究主要集中在对PPR常温及0℃冲击韧性的改善，对其低温（-10℃~0℃）及超低温（-30℃~-10℃）增韧方面的研究还不够系统、深入。
　　本文通过将 POE/HDPE、TPR弹性体与 PPR基体共混制备 PPR复合材料，并采用退火处理提高聚合物的抗低温冲击性能，研究了不同增韧剂和退火工艺对PPR力学性能及结晶行为的影响规律及机理。主要研究内容为：（1）采用POE/HDPE及3种TPR弹性体与PPR基体共混，筛选出对 PPR低温及超低温条件下增韧效果较好的改性剂；（2）通过对几组PPR复合材料及退火工艺进行正交实验，优选出各温度下增韧效果最好的复合体系及退火工艺；（3）对优选出的退火工艺进行平行退火实验，进一步研究退火对 PPR复合材料结晶行为的影响；（4）通过实际挤出PPR改性管材，考察优选增韧剂及退火处理在PPR管材实际生产应用中的增韧效果。获得如下结论：
　　（1）POE/HDPE及TPR(2088A)增韧剂显著提高了PPR材料的常温及低温冲击韧性。-10℃~23℃，PPR/POE/HDPE复合材料的抗低温冲击性能较理想，-30℃~-10℃，PPR/TPR(2088A)复合材料的抗超低温冲击韧性较理想；
　　（2）PPR复合材料的最优退火工艺为120℃、6h，PPR/POE/HDPE及 PPR/TPR(2088A)复合体系的结晶温度、结晶度及片晶厚度均明显增大，退火后材料中发生了α晶向β晶的转变，退火复合材料的强度与韧性均得到了进一步的提升；
　　（3）POE/HDPE、TPR(2088A)增韧剂及退火处理明显提高了PPR管材常温（23℃）及低温（-30℃~0℃）冲击韧性。协效增韧效果尤为明显，而对其纵向回缩性能及静液压性能基本没有损耗；
　　（4）添加增韧剂与退火处理协效进行，在实际PPR管材挤出中增强增韧效果较理想。这对进一步扩大 PPR材料的应用领域及应用范围具有较好的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究意义

1.3 无规共聚聚丙烯材料国内外研究概况

1.4 论文的主要研究内容及技术路线

第二章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验仪器

2.3 样品的制备

2.4 测试与表征

第三章 增韧剂对PPR材料低温韧性的影响

3.1 引言

3.2 PPR复合材料力学性能分析

3.3 PPR复合材料结晶行为分析

3.4 PPR复合材料动态力学性能分析

3.5 PPR复合材料结构与性能分析

3.6 本章小结

第四章 退火对PPR复合材料低温韧性的影响

4.1 引言

4.2 退火对PPR复合材料力学性能的影响

4.3 退火对PPR复合材料结晶行为的影响

4.4 退火对PPR复合材料微观结构的影响

4.5 本章小结

第五章 PPR管材工业化应用的探索

5.1引言

5.2 PPR管材冲击性能分析

5.3 PPR管材回缩性能及静液压性能分析

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录

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