基于晶態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控的聚丙烯抗老化性能研究.pdf

1、近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，礦山邊坡的生態(tài)環(huán)境治理得到越來越廣泛的關(guān)注。目前國際上已發(fā)展到第四代軟體邊坡修復(fù)技術(shù)，其所用的聚丙烯功能組件具有價格低廉，力學(xué)性能優(yōu)良，耐腐蝕耐酸堿等優(yōu)勢，但由于叔碳原子的存在導(dǎo)致聚丙烯極易發(fā)生光氧老化，限制其廣泛使用。對聚丙烯結(jié)構(gòu)改性，提高其抗老化性能成為亟待解決的問題。聚丙烯是多晶型聚合物，其中β晶和α晶具有應(yīng)用價值。光氧老化受晶區(qū)影響，β晶光線不易透過，難老化，α晶光線易透過，易老化。本研究以晶體結(jié)

2、構(gòu)可改善聚丙烯抗老化性能為切入點，以聚丙烯為基材，通過材料體系、工藝條件及外加場作用調(diào)控聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)，重點研究聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)的可控調(diào)節(jié)及分層晶體結(jié)構(gòu)的聚丙烯材料構(gòu)建。
　　為此，本論文主要做了以下幾方面工作，并得到階段性研究成果：
　?、叛芯坎牧象w系對聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)及分層晶體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明成核劑含量可通過改變成核劑間相互作用大小，從而影響成核劑在聚丙烯基體中的自組裝結(jié)構(gòu)，進而控制最終晶體結(jié)構(gòu)。界面改性進一步增加β晶含

3、量及結(jié)晶度。實驗證明硅烷類偶聯(lián)劑的改性效果由于鈦酸酯類偶聯(lián)劑及硬脂酸水解產(chǎn)物，可使成核劑的成核效率提高33.33%。
　?、蒲芯抗に嚄l件對聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)及分層晶體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，熔融溫度為220℃時，成核劑的溶解程度好，在該溫度下實現(xiàn)成核效率最大化，而熔融溫度調(diào)控分層晶體結(jié)構(gòu)的能力差；冷卻溫度增大，結(jié)晶度增大，β晶相對含量增大，促進β晶在皮層的分布。基于有限元方法分析冷卻溫度的影響發(fā)現(xiàn)，冷卻溫度通過改變皮芯層跨越β晶生成溫度

4、范圍的時間，從而影響分層晶體結(jié)構(gòu)；成核劑分散情況和拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶兩方面共同作用，使β晶含量隨拉伸比增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，拉伸比為4時達最大值，皮芯層β晶含量差異隨拉伸比增大而增大，拉伸使大分子鏈有序度增加，導(dǎo)致結(jié)晶度隨拉伸比增大而增大。
　?、茄芯砍暡ㄍ鈭鰧w結(jié)構(gòu)和分層晶體結(jié)構(gòu)的影響。超聲波外場可調(diào)控聚丙烯晶體結(jié)構(gòu)，尤其對分層晶體結(jié)構(gòu)的影響較大，超聲波對晶體結(jié)構(gòu)及分層晶體結(jié)構(gòu)的影響存在溫度與頻率的匹配問題。低溫時（20℃）

5、，結(jié)晶度隨頻率增加而減小，高溫時則相反；溫度為20℃和40℃時，β晶相對含量隨頻率增加而增加，溫度為80℃時，β晶相對含量隨頻率變化不明顯。溫度較低時，超聲波只作用于皮層，皮層結(jié)晶度隨頻率增大而減小，頻率與溫度的協(xié)同作用未滲透至中間層，致使皮芯層結(jié)晶度差異隨頻率增大而增大，溫度升高時，熔體粘度減小，超聲波衰減慢，其作用可滲透中間層，使皮層和中間層結(jié)晶度隨頻率增加而增加，皮芯層結(jié)晶度差異減小。
　?、染w結(jié)構(gòu)調(diào)控可在一定程度上實現(xiàn)聚