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)展勢頭強勁。目前,國內(nèi)許多外資造紙企業(yè)主要采用進口塑料紙芯管材,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。我們早期對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構分布有關。由于茂金屬催化劑價格昂貴,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晶成核劑等方法進行改性,改變聚丙烯的結晶行為和聚集態(tài)結構,進而抑制兩種晶型的轉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、簡單動態(tài)疲勞試驗和其他力學性能測試方法對樣品的微觀結構與性能進行分析表征。得出以下

3、主要
　　 結論:
　　 (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)共混物的力學性能、聚丙烯／玻纖之間的界面結合力,而且增加了共混體系的熔體強度、共混物的熔點、結晶溫度及結晶速率。同時,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、烯的熔點及結晶溫度、使球晶晶粒細化,而且增加了聚丙烯的熔體強度。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成核劑細化了聚丙烯球晶晶粒尺寸,促進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,提高其熔體強度。動態(tài)疲勞試驗表明:這種化學接枝改性抑制了聚丙烯晶型的轉變,改善了其耐疲勞性。
　　 (2)動態(tài)疲勞試驗發(fā)現(xiàn):選用高結晶溫度的聚合