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稀土β成核剂改性无规共聚聚丙烯的流变性能与结晶性能研究

作　者: 张梅
导　师: 丁会利
学　校: 河北工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚丙烯 稀土β成核剂 结晶性能 流变性能
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


聚丙烯综合性能优异,但同时也存在着某些缺陷,如抗冲击强度低,抵抗外力作用的能力差,热收缩等,在很大程度上限制了聚丙烯的应用范围。通过化学或物理改性来提高聚丙烯综合性能或某方面的性能,能起到扩大其应用范围的作用。本文采用六种稀土β成核剂(WBG-1、WBG-2、WBG-3、WBG-4、WBG-5、WBG-6)进行PPR改性,并对其改性制品的力学、结晶及流变性能进行研究。通过对六种成核剂改性PPR力学性能的研究,发现:六种稀土β成核剂均能不同程度的改善聚丙烯的力学性能。WBG-1(0.3%)、WBG-2(0.1%)和WBG-6(0.1%)改性PPR断裂伸长率由256.3%分别提高到945.4%、747.1%和411.0%;WBG-3和WBG-5在任意组分(0.1%-0.5%)含量是均有较好的断裂伸长率,都在700%左右;而WBG-4在0.1%-0.3%时,伸长率在700%多;常温(25oC)和低温(-30oC)抗冲强度也有很好的提高;并且加入成核剂后,样品的断面出现韧窝,韧性断裂特征较明显。结晶情况除与成核剂浓度相关外,还受其他条件如温度、剪切、热历史等影响,对纯PPR及(WBG-1、WBG-2、WBG-3)改性制品结晶行为进行研究。结果表明,纯PPR结晶较慢,球晶之间具有明显的界面,改性PPR结晶速率加快,球晶尺寸变小,出现非球晶界面,形成不规则的“花状”晶体;通过DSC熔融曲线可知,改性PPR出现两个熔融吸收峰,WBG-1(0.1%)、WBG-2(0.3%)、WBG-3(0.5%)的?β分别在54.2%、50.6%和45%左右,均有明显的β成核效果;而由WAXD求得的改性PPR的Kx分别在30%、29.03%和30%左右,与力学性能和DSC所得具有一致的变化趋势。成核剂的加入对PPR的加工和挤出流变性能有影响,对WBG-1稀土β成核剂改性聚丙烯流变性能进行研究。结果发现, 0.1%WBG-1的加入使PPR粘流活化能变大,在剪切速率相同的情况下,随β成核剂浓度的增多,剪切压力具有减小的趋势;在低剪切速率范围内,成核剂的加入使相同剪切速率下的剪切粘度变小,但随着剪切速率的增大,剪切粘度随剪切速率变化的曲线出现明显的靠拢,成核剂加入量的变化对PPR入口压力降影响不明显;通过DMA测试可知,PPR在60℃-70℃范围内出现小的损耗峰,WBG-1成核剂改性PPR的损耗因子有不同程度的增加。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 聚丙烯的国内外研究动态及水平  8-11
    1.1.1 我国聚丙烯动态  8-9
    1.1.2 国外聚丙烯动态  9-11
  1.2 聚丙烯改性  11-15
    1.2.1 抗菌改性PP  12-13
    1.2.2 透明改性PP  13
    1.2.3 抗老化改性PP  13-14
    1.2.4 阻燃改性PP  14-15
  1.3 β结晶形态  15-19
  1.4 聚丙烯的应用前景及存在的问题  19
  1.5 本论文研究的目的、意义和内容  19-21
    1.5.1 研究目的  19
    1.5.2 研究内容  19-21
第二章 稀土β晶型成核剂改性 PPR 材料的制备表征方法  21-25
  2.1 实验部分  21-22
    2.1.1 实验原料  21
    2.1.2 主要设备与仪器  21-22
  2.2 试样制备  22-23
  2.3 性能测试表征  23-25
第三章 改性 PPR 的力学性能表征  25-33
  3.1 稀土β成核剂对PPR 力学性能的影响  25-29
  3.2 成核剂对PPR 低温冲击性能影响  29-30
  3.3 稀土β成核剂加入前后材料冲击断面微观形貌分析  30-31
  3.4 本章小结  31-33
第四章 稀土β成核剂对 PPR 结晶性能的影响  33-40
  4.1 稀土β成核剂改性PPR 的PLM 分析  33-35
  4.2 β成核剂改性PPR 的DSC 分析  35-37
  4.3 β成核剂改性PPR 的WAXD 分析  37-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章 成核剂改性 PPR 的流变性能分析  40-50
  5.1 无规共聚聚丙烯挤出特点  40
  5.2 样品粘度分析  40-45
    5.2.1 粘度-温度依赖性  40-42
    5.2.2 粘度-剪切速率依赖性  42
    5.2.3 粘度与温度、剪切速率的关系  42-44
    5.2.4 剪切应力对剪切速率的影响  44-45
    5.2.5 成核剂添加对剪切粘度的影响  45
  5.3 样品弹性的分析  45-47
    5.3.1 温度对弹性的影响  46
    5.3.2 成核剂对弹性的影响  46-47
  5.4 DMA 曲线分析  47-49
    5.4.1 不同体系损耗因子δ与温度的关系  48-49
  5.5 本章小结  49-50
第六章 结论  50-51
参考文献  51-55
致谢  55-56
攻读硕士期间发表的论文  56

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚烯烃类及塑料 > 聚丙烯
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