聚丙烯接枝與共混改性及其耐疲勞性研究.pdf

1、近年來,我國造紙業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。目前,國內(nèi)許多外資造紙企業(yè)主要采用進(jìn)口塑料紙芯管材,國內(nèi)一些企業(yè)也在加緊開發(fā)高剛度高韌性塑料紙芯管。我們?cè)缙趯?duì)聚丙烯管材性能的研究發(fā)現(xiàn):Ziegler-Natta等規(guī)聚丙烯管材在使用后出現(xiàn)α晶向β晶轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象,使材料易于斷裂；而茂金屬等規(guī)聚丙烯并沒有形成新的β晶。這可能與聚丙烯的立體結(jié)構(gòu)分布有關(guān)。由于茂金屬催化劑價(jià)格昂貴,國內(nèi)生產(chǎn)的聚丙烯多為Ziegler-Natta等規(guī)聚丙烯。若能抑制Ziegler-N

2、atta等規(guī)聚丙烯在使用過程中的晶型轉(zhuǎn)變,則可延長材料的使用壽命。
　　 本課題選用Ziegler-Natta等規(guī)聚丙烯為基本原料,采用多官能單體熔融接枝、與聚合物尼龍6熔融共混以及添加α晶成核劑等方法進(jìn)行改性,改變聚丙烯的結(jié)晶行為和聚集態(tài)結(jié)構(gòu),進(jìn)而抑制兩種晶型的轉(zhuǎn)變以提高聚丙烯材料的耐疲勞性。采用差熱掃描量熱法、X射線衍射、紅外光譜、偏光顯微鏡、簡單動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)和其他力學(xué)性能測試方法對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行分析表征。得出以下

3、主要
　　 結(jié)論:
　　 (1)聚丙烯熔融接枝改性及其耐疲勞性:
　　 (a)季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)通過熔融接枝改性成功地接枝到聚丙烯骨架上。這不但提高了聚丙烯／玻纖(PP／GF)共混物的力學(xué)性能、聚丙烯／玻纖之間的界面結(jié)合力,而且增加了共混體系的熔體強(qiáng)度、共混物的熔點(diǎn)、結(jié)晶溫度及結(jié)晶速率。同時(shí),接枝聚合物能夠抑制疲勞過程中β晶型的形成。
　　 (b)季戊四醇四丙烯酸酯(PETeA)不但提高了聚丙

4、烯的熔點(diǎn)及結(jié)晶溫度、使球晶晶粒細(xì)化,而且增加了聚丙烯的熔體強(qiáng)度。季戊四醇四丙烯酸酯接枝物可抑制聚丙烯中β晶型的形成。類似地,在循環(huán)機(jī)械疲勞后,接枝改性的聚丙烯不產(chǎn)生新的β晶,明顯抑制了晶型的轉(zhuǎn)變,提高材料的耐疲勞性,增加其使用壽命。
　　 (2)聚丙烯共混改性及其耐疲勞性:
　　 (a)尼龍6(PA6)充當(dāng)聚丙烯成核劑,改善了聚丙烯熔體加工性能。尼龍6明顯抑制了成型過程中β晶的生成,并在循環(huán)疲勞作用中亦無新的β晶生成,即

5、具有抑制β晶形成的作用。
　　 (b)α成核劑細(xì)化了聚丙烯球晶晶粒尺寸,促進(jìn)α晶型的形成。在循環(huán)疲勞后,聚丙烯也不出現(xiàn)新的β晶。這說明α成核劑亦具有抑制疲勞過程中β晶形成的作用。
　　 本課題的特色和創(chuàng)新之處:
　　 (1)本課題選用多功能單體熔融接枝改性聚丙烯,提高其熔體強(qiáng)度。動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)表明:這種化學(xué)接枝改性抑制了聚丙烯晶型的轉(zhuǎn)變,改善了其耐疲勞性。
　　 (2)動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):選用高結(jié)晶溫度的聚合