预辐照聚丙烯与间同1,2-聚丁二烯共混体系的研究

摘要

聚丙烯(PP)是一种用途广泛的塑料品种之一，虽然它具有许多优良的性能，但也存在许多缺点，因此，限制了PP的使用。为改善和提高PP的性能，必须对其进行各种各样的改性，拓宽应用领域，这已成为国内外塑料改性研究的重点和热点。本研究采用在常温、空气气氛中，使用电子加速器对PP粉末进行低剂量的预辐照，并采用熔融反应挤出技术来实现预辐照聚丙烯与高分子聚合物间同1,2-聚丁二烯(s-1,2 PB)的熔融接枝，形成预辐照PP/s-1,2 PB共混体系，同时采用与PP/s-1,2 PB共混体系对比研究的方法，对这两个共混体系的相态结构、力学性能、热性能及流变行为进行了理论研究，为最终实现开发出具有如抗冲击改性、高熔体强度等特殊使用价值的改性PP料奠定了理论基础，这些改性PP料具有广泛使用价值。
　　采用SEM对两个共混体系的相态结构的研究表明，当s-1,2 PB的含量低于10mass％时，形成了以 PP为连续相、s-1,2 PB为分散相的共混体系，s-1,2 PB分散相粒子的大小在0.5μm以下。当s-1,2 PB的含量高于30mass%时，两种共混体系都形成了PP和s-1,2 PB的共连续相。在预辐照PP/s-1,2 PB共混物中， PP与s-1,2 PB发生了熔融接枝反应使两种聚合物的相容性变好。
　　力学性能研究结果表明，低辐照剂量的变化对预辐照 PP/s-1,2 PB共混体系的力学性能影响不大。而 s-1,2 PB含量的变化对两种共混体系力学性能的影响较大，在常温下，s-1,2 PB能较好地改善 PP的抗冲击性能，但低温的效果不佳。1kGy预辐照PP/s-1,2 PB共混体系的断裂伸长率比PP/s-1,2 PB共混体系的大，表明预辐照使PP和s-1,2 PB的结合更好。
　　采用 DSC方法对两个共混体系的热性能及结晶动力学的研究发现，s-1,2 PB的加入对 PP的结晶有较大影响。低辐照剂量的变化对预辐照 PP/s-1,2 PB(90/10)共混物的熔融和结晶影响不大。等温结晶动力学研究表明，在两共混物的等温结晶过程中，s-1,2 PB起到了成核剂的作用并增大了结晶速率，结晶过程都是以三维方式增长、异相成核的过程。非等温结晶动力学研究表明，用Mo法处理非等温结晶过程是非常适合的，而用 Ozawa法处理则存在缺陷。用Jeziorny法处理两共混物也是适合的，但对PP、1kG预辐照PP处理存在缺陷；s-1,2 PB对 PP有加速结晶的作用，s-1,2 PB的加入导致 PP的结晶成核和结晶增长速率发生了改变。按照 Arrhenius和 Kissinger方法所获得的两共混物的等温结晶和非等温结晶过程活化能比纯 PP或1kGy预辐照 PP的要低，也证明了s-1,2 PB在结晶过程中起到了成核剂的作用并使结晶速率增加。
　　采用动态流变仪对两个共混体系的流变行为的研究表明，两共混体系的线性粘弹区为振幅小于10%；随着 s-1,2 PB含量的增加，在大振幅下的剪切细化现象越来越不明显。在线性粘弹区内，温度和扫描时间会对共混体系的储能模量G'有较大的影响，尤其在高温下，会引起共混物内部结构发生变化；剪切角频率扫描时发现，低频的末端区，两共混物的松弛时间随着 s-1,2 PB含量的增加而延长。在高频区，s-1,2 PB的加入使共混物的复合粘度η*降低，从而改善了PP的加工性能。在研究共混体系的非线性粘弹性时发现，在低剪切速率下，体系都具有牛顿流体的特征，s-1,2 PB的加入可以明显的改变 PP的剪切应力和剪切粘度。流变行为的研究还表明，预辐照 PP与 s-1,2 PB的接枝（支化）反应，能使PP的熔体强度有所提高。

目录

预辐照聚丙烯与间同1,2-聚丁二烯共混体系的研究

摘 要

Abstract

目 录

Contents

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的与意义

1.2 聚丙烯增韧改性的研究进展

1.3 辐照法改性聚丙烯的研究进展

1.4 聚丙烯与1,2-聚丁二烯共混研究的进展

1.5 本文的主要研究内容

第2章 实验材料及实验方法

2.1 主要实验原料及试验设备

2.2 聚丙烯粉末的预辐照及储存

2.3 样品的制备

2.4 样品的相态结构及性能的表征方法

第3章 共混体系的相态结构及力学性能研究

3.1 引言

3.2 共混体系的相态结构

3.3 共混体系的力学性能

3.4 本章小结

第4章 共混体系的热性能及结晶动力学研究

4.1 引言

4.2 共混体系的热性能

4.3 共混体系的结晶动力学

4.4 本章小结

第5章 共混体系的流变行为研究

5.1 引言

5.2 共混体系的线性粘弹性

5.3 共混体系的非线性粘弹性

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间所发表的学术论文及取得的成果

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致 谢

个人简历