改善聚丙烯工程管材的耐疲勞性研究.pdf

1、聚丙烯芯管替代傳統(tǒng)紙質(zhì)芯管在造紙行業(yè)復(fù)卷等環(huán)節(jié)使用的嘗試始于上個(gè)世紀(jì)末，但是一直未得到有效的推進(jìn)。其主要原因是國(guó)內(nèi)管材耐疲勞性差、特別是疲勞后管材尺寸穩(wěn)定性不好。本文首先對(duì)比分析了進(jìn)口管材和國(guó)產(chǎn)管材疲勞前后的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能；其次，用化學(xué)接枝改性改變齊格勒-納塔（Ziegler-Natta）等規(guī)聚丙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)和通過(guò)將高熔點(diǎn)尼龍和成核劑與等規(guī)聚丙烯共混以改變其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，用自制扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)物理與化學(xué)改性的等規(guī)聚丙烯疲勞處理，最后用

2、X射線(xiàn)衍射、差熱掃描量熱儀、拉伸試驗(yàn)機(jī)等分別測(cè)定疲勞處理后樣品的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能，得出如下重要結(jié)論。
　?。?）雖然茂金屬（MAO）等規(guī)聚丙烯管材在長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)了管材內(nèi)壁應(yīng)力變白的現(xiàn)象，但未發(fā)生α-β的晶型轉(zhuǎn)變。齊格勒-納塔等規(guī)聚丙烯管在長(zhǎng)期使用后的外觀雖無(wú)明顯變化，但α晶轉(zhuǎn)化為β晶，這與聚丙烯管材耐疲勞性不好密切相關(guān)?？梢?jiàn)，茂金屬等規(guī)聚丙烯比齊格勒-納塔等規(guī)聚丙烯有著更優(yōu)異的耐疲勞性。
　?。?）以雙二五為引發(fā)劑，分別

3、用季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯單體進(jìn)行熔融接枝改性齊格勒-納塔聚丙烯，降低其等規(guī)鏈段的長(zhǎng)度，兩種單體均與聚丙烯發(fā)生接枝改性、熔體粘度增大，意味著表觀分子量增加，熔體強(qiáng)度上升，這有利于提高材料的成型加工性和力學(xué)性能。最重要的是通過(guò)接枝改性提高了α晶的結(jié)晶度，同時(shí)抑制齊格勒-納塔聚丙烯兩種晶型在疲勞作用下轉(zhuǎn)換過(guò)程。這將改善其耐疲勞性、使用壽命增加。
　　（3）通過(guò)添加高熔點(diǎn)的尼龍和alpha成核劑調(diào)控聚丙烯的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，有效

4、抑制了樣品成型加工與疲勞過(guò)程中的β晶的形成，使聚丙烯疲勞穩(wěn)定性得到改善。少量尼龍共混改性可以使樣品在疲勞初期保持初期微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能；而alpha成核劑改性直接導(dǎo)致疲勞后結(jié)晶度與力學(xué)性能降低。
　　本課題的特色和創(chuàng)新之處：
　?。?）自行設(shè)計(jì)并制作了高頻扭轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試機(jī)，本設(shè)備操作簡(jiǎn)便、同時(shí)可進(jìn)行多樣品疲勞處理、且測(cè)定樣品疲勞壽命曲線(xiàn)。
　?。?）首次比較試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，茂金屬等規(guī)聚丙烯管材長(zhǎng)期服役后外觀出現(xiàn)應(yīng)力泛白，但晶型