聚烯烴材料:抗沖共聚聚丙烯的結(jié)構(gòu)與高密度聚乙烯導(dǎo)電復(fù)合材料的性能.pdf_第1頁(yè)
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1、本論文的第一部分以查找反應(yīng)器合金抗沖共聚聚丙烯(IPC)質(zhì)量原因?yàn)橹骶€,在IPC的組成、鏈結(jié)構(gòu)以及凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了深入研究。用偏光顯微鏡(PLM)、廣角X射線衍射(WAXD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)、原子力顯微鏡(AFM)等手段,對(duì)同一裝置不同催化劑體系生產(chǎn)的兩種乙烯含量、相對(duì)分子質(zhì)量及其分布幾乎完全相同但韌性相差甚遠(yuǎn)的IPC的結(jié)晶形態(tài)、晶粒尺寸、相形態(tài)進(jìn)行研究,分析兩者的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與性能之間的差異,確定了

2、IPC-B韌性不佳的直接原因,并基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡明了長(zhǎng)序列的乙丙嵌段共聚物(E-b-P)的作用。 試驗(yàn)結(jié)果表明,IPC-A和IPC-B的結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶行為、晶粒尺寸相似,表明其結(jié)晶完整性和結(jié)晶能力相近。IPC分散相顆粒的聚集發(fā)生在注塑加工過(guò)程中。根據(jù)IPC注塑前后的亞微相形態(tài)以及溫度、混煉在加工過(guò)程中的作用,建立了注塑加工過(guò)程中IPC分散相的增長(zhǎng)模型。分散相與基體的界面張力越小、相容性越差,聚集程度愈高;反之則低。由于相容性差,導(dǎo)

3、致了IPC-B的分散相尺寸大、分布不均,這是其韌性差的直接原因。此外,分散相呈現(xiàn)出一種復(fù)雜的多相結(jié)構(gòu),外層為軟的乙丙無(wú)規(guī)共聚物(即乙丙橡膠,EPR),內(nèi)部含有硬的形狀不同、分布不均的聚乙烯晶區(qū),構(gòu)成一種復(fù)雜的包藏結(jié)構(gòu)。采用溫度梯度萃取分級(jí)(TGEF)、核磁共振(NMR)、差示掃描量熱(DSC)、付里葉變換紅外光譜(FTIR)等方法,從組成和鏈結(jié)構(gòu)的角度研究了影響IPC材料沖擊韌性的因素,并提供了由于作為相容劑的長(zhǎng)序列可結(jié)晶的E-b-P的

4、缺乏而最終導(dǎo)致材料分散相顆粒粗化、韌性劣化的實(shí)驗(yàn)證據(jù),確定了影響IPC韌性的關(guān)鍵原因。根據(jù)組成和鏈結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果,進(jìn)行了IPC的相組成分析,建立起相應(yīng)的相結(jié)構(gòu)模型,以反映IPC多相體系的相結(jié)構(gòu)及兩種IPC中E-b-P的作用與差異。 本文的第二部分研究了炭黑(CB)填充高密度聚乙烯(HDPE)自限溫發(fā)熱材料中CB的填充量對(duì)其阻溫特性及發(fā)熱行為的影響。研究結(jié)果表明,發(fā)熱溫度最高的材料中CB含量對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電滲流區(qū)域下限的含量。隨著電壓的

5、升高,發(fā)熱材料的響應(yīng)時(shí)間明顯縮短,即材料的輸出功率與耗散功率越易達(dá)到平衡,體現(xiàn)在發(fā)熱元件的升溫速率加快。此外,通過(guò)用TEM、SEM觀察可清晰地看到CB的亞微形態(tài)以及這種發(fā)熱材料的微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并將材料的滲濾行為、發(fā)熱特性及其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形態(tài)相關(guān)聯(lián),揭示了三者之間的關(guān)系。這些結(jié)果表明,這種由顆粒構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)既具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,又保持了良好的力學(xué)性能。 本文研制出一種新型可連續(xù)化批量生產(chǎn)的復(fù)合型高分子自限溫發(fā)熱元件——自限溫發(fā)熱管。對(duì)

6、其電熱特性進(jìn)行了研究,建立了發(fā)熱管的等效電路模型和電流模型。其發(fā)熱功率、發(fā)熱溫度、熱功轉(zhuǎn)換效率、使用壽命的試驗(yàn)結(jié)果表明,這一智能型功能元件除用于伴熱保溫之外,有望成為實(shí)用的低溫發(fā)熱熱源,在許多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的金屬發(fā)熱元件。此外,還研制出安全電壓下使用的自限溫加熱帶。 針對(duì)柴油車(chē)供油系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)、形狀以及工作原理,分析了冬季柴油車(chē)?yán)鋯?dòng)困難的主要原因,采用所研制的汽車(chē)電源電壓下適用的自限溫加熱帶和發(fā)熱管,組裝成組合加熱器,研究其

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