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熔融接枝制备高熔体强度聚丙烯及其性能研究

作　者: 林剑英
导　师: 张雯
学　校: 福建师范大学
专　业: 材料学
关键词: 高熔体强度聚丙烯熔融接枝法 TAIC 共单体St
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

以聚丙烯(PP)为主体树脂,过氧化二异丙苯(DCP)／过氧化二苯甲酰(BPO)为复合引发剂,三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)为接枝单体,通过双螺杆挤出机采用熔融接枝法制备了具有一定熔体强度的接枝产物PP-g-TAIC。通过测定PP-g-TAIC的接枝率、凝胶率、熔体流动速率(MFR)、抗熔垂性能和力学性能,并利用ATR-FTIR、DSC、TGA等手段对PP-g-TAIC的结构和性能进行分析和表征。此外,还研究了共单体苯乙烯(St)对PP熔融接枝过程中降解副反应的抑制作用。FTIR结果表明：TAIC与PP主链之问发生了接枝反应；接枝率和熔体性能测试表明：TAIC用量的增加有利于接枝反应的进行,提高了PP-g-TAIC的抗熔垂性能和熔体强度,当TAIC用量为5份时,接枝率达到极大值(4.54%),与纯PP相比,熔体强度提高了2.28倍；DSC的结果同时表明PP-g-TAIC的结晶温度提高了13.10℃,熔点升高了2.96℃；共单体St的添加在显著提高接枝率的同时降低了凝胶率,当TAIC=3份,St=1份时,PP-g-St/TAIC的熔体强度是纯PP熔体强度的3.26倍。TGA分析表明：接枝产物的热稳定性得到了较大程度上的提高,其热稳定性的顺序为PP-g-St/TAIC>PP-g-TAIC>PP;力学性能分析表明：与纯PP相比,PP-g-TAIC除了拉伸强度提高了7.92%外,其他的性能均有较大幅度的降低,而添加St后,在保持PP原有的优良力学性能的基础上,PP-g-St/TAIC的拉伸强度提高了6.60%；冲击强度和弯曲强度分别提高了13.71%和4.97%。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-4
中文文摘  4-7
目录  7-10
绪论  10-20
第1章实验部分  20-26
  1.1 原材料  20
  1.2 仪器设备  20-21
  1.3 实验流程图  21
  1.4 实验方法  21-22
    1.4.1 接枝产物的制备  21-22
    1.4.2 接枝产物的纯化处理  22
  1.5 接枝产物的物理化学性能表征  22-26
    1.5.1 接枝产物表征  22-23
      1.5.1.1 ATR-FTIR分析  22
      1.5.1.2 接枝率的测定  22-23
      1.5.1.3 等规度的测定  23
      1.5.1.4 凝胶率的测定  23
    1.5.2 熔体性能测试  23-24
      1.5.2.1 抗熔垂能力测量  23-24
      1.5.2.2 熔体流动速率(MFR)的测定  24
      1.5.2.3 熔体强度(MS)的测定  24
    1.5.3 结晶性能分析-----DSC测试  24
    1.5.4 热稳定性分析----TGA测试  24
    1.5.5 力学性能测试  24-26
第2章引发体系有效性地确定  26-34
  2.1 BPO用量对接枝率和凝胶率的影响  27-28
  2.2 DCP用量对接枝率和凝胶率的影响  28-29
  2.3 复合引发剂DCP/BPO相对含量对PP接枝产物性能的影响  29-31
  2.4 不同引发剂对接枝率的影响  31
  2.5 小结  31-34
第3章接枝过程工艺条件的控制  34-42
  3.1 反应温度对接枝反应的影响  34-37
    3.1.1 反应温度对PP-g-TAIC接枝率的影响  34-35
    3.1.2 反应温度对PP-g-TAIC凝胶率和熔体性能的影响  35-37
  3.2 螺杆转速对接枝反应的影响  37-39
  3.3 反应时间对接枝率的影响  39-40
  3.4 小结  40-42
第4章接枝产物PP-g-TAIC的物理化学性能研究  42-58
  4.1 红外光谱结构表征  43-44
  4.2 TAIC用量对接枝率和凝胶率的影响  44-46
  4.3 接枝产物的熔体性能研究  46-48
    4.3.1 TAIC用量对PP-g-TAIC抗熔垂性能的影响  46-47
    4.3.2 TAIC用量对PP-g-TAIC熔体流动速率和熔体强度的影响  47-48
  4.4 接枝产物PP-g-TAIC的力学性能分析  48-51
    4.4.1 TAIC用量对PP-g-TAIC拉伸强度和断裂伸长率的影响  48-49
    4.4.2 TAIC用量对PP-g-TAIC缺口冲击强度的影响  49-50
    4.4.3 TAIC用量对PP-g-TAIC弯曲强度和弯曲模量的影响  50-51
  4.5 差示扫描量热分析  51-55
    4.5.1 PP与PP-g-TAIC的DSC分析  51-52
    4.5.2 TAIC用量对PP-g-TAIC熔融结晶行为的影响  52-55
  4.6 热稳定性分析(TGA)  55-56
  4.7 小结  56-58
第5章共单体(St)的引PP接枝反应中副反应的抑制  58-68
  5.1 PP-g-St/TAIC的红外光谱结构分析  60
  5.2 苯乙烯(St)对接枝产物性能的影响  60-64
    5.2.1 St用量对接枝反应的影响  60-62
    5.2.2 St用量对PP-g-St/TAIC熔体行为的影响  62-63
    5.2.3 St用量对PP-g-St/TAIC的模口膨胀比的影响  63-64
  5.3 PP-g-St/TAIC的热稳定性分析  64-65
  5.4 PP-g-St/TAIC的力学性能研究  65-66
  5.5 小结  66-68
第6章结论  68-70
参考文献  70-78
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  78-80
致谢  80-82
个人简历  82-84

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