水溶性抗氧劑在聚丙烯粉料中的抗降解研究.pdf

1、“濕法”作為一種重要的熱塑性復(fù)合材料的成型工藝方法近年來(lái)已經(jīng)得到不斷發(fā)展。但是，對(duì)于聚丙烯的濕法復(fù)合材料成型工藝，其發(fā)展卻存在著一些困難。主要的原因在于濕法工藝的聚丙烯原料必須是粉料狀態(tài)，而聚丙烯粉料由于沒(méi)有加入抗氧劑，存在著容易熱氧老化的問(wèn)題。由于目前用于聚丙烯樹脂的抗氧劑都是非水溶性的，因而在濕法工藝中，近期的研究只能使其以乳液的狀態(tài)處于多相水性懸浮—乳液體系中，這使得濕法聚丙烯復(fù)合材料的制備過(guò)程比較復(fù)雜，存在著困難，并且需要消耗大

2、量的有機(jī)溶劑，不利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)。 本文提出了將水溶性抗氧劑應(yīng)用于聚丙烯的復(fù)合材料的濕法研究，使得抗氧劑能溶解于濕法多相體系的水性介質(zhì)中，從而提高抗氧劑的使用效率，并減少或避免因采用非水溶性抗氧劑而使得有機(jī)試劑的消耗量多、導(dǎo)致生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，進(jìn)一步完善聚丙烯復(fù)合材料的濕法成型工藝方法。 作為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的階段性工作，對(duì)下列幾方面進(jìn)行了研究。首先，將聚丙烯粉料用不同熱氧老化條件進(jìn)行處理，獲得不同分子量級(jí)分的聚丙烯粉料

3、，然后，將這些不同分子量級(jí)分的聚丙烯粉料與未經(jīng)熱氧老化處理的聚丙烯粉料以不同的比例進(jìn)行共混，對(duì)共混物的流變行為進(jìn)行初步的研究，并對(duì)文獻(xiàn)提出的共混流變學(xué)理論公式Vinogardov-Malkin公式的適應(yīng)范圍進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明，Vinogardov-Malkin公式可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同分子量級(jí)分的聚丙烯粉料共混物的轉(zhuǎn)矩，基本上適用于不同分子量級(jí)分的聚丙烯共混的流變學(xué)行為。 其次，研究水溶性抗氧劑Q及其配方體系在聚丙烯粉料抗

4、降解上的應(yīng)用。在HAAKERheocord300p轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩流變儀上，對(duì)聚丙烯粉料的水溶性抗氧劑各配方體系進(jìn)行了流變學(xué)的表征，研究配方體系各組分對(duì)聚丙烯粉料抗降解性的影響，從而最終優(yōu)化配方，獲得具有良好抗降解性能的濕法工藝配方。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，助抗氧劑K對(duì)水溶性抗氧劑的配方具有一定的抗降解作用，并且對(duì)水性懸浮體系有分散作用，促進(jìn)劑乙酸對(duì)水溶性抗氧劑具有促進(jìn)抗降解效果的作用。然而，這些組分的單獨(dú)使用，其效果都不甚顯著，只有在合理的用

5、量搭配下，才具有顯著的協(xié)同作用，可使得聚丙烯粉料抗氧體系的抗降解效果大大提高。在適當(dāng)?shù)挠昧看钆湎?，?jīng)過(guò)熱氧老化處理的聚丙烯粉料抗氧體系的抗降解能力甚至優(yōu)于純PP粉料。 在此基礎(chǔ)上，本工作對(duì)聚丙烯粉料的水溶性抗氧劑配方體系的力學(xué)機(jī)械性能進(jìn)行研究，進(jìn)一步驗(yàn)證流變學(xué)評(píng)估的結(jié)果，并最終通過(guò)力學(xué)機(jī)械性能的測(cè)試，確定聚丙烯粉料水溶性抗氧劑各種配方體系的抗降解性能，獲得具有良好抗降解性能的聚丙烯粉料的水溶性抗氧劑配方體系，為進(jìn)一步將該工藝應(yīng)用

6、于工業(yè)生產(chǎn)中、解決聚丙烯粉料的熱氧老化問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)熱氧老化處理的、加入水溶性抗氧劑Q的濕法抗降解聚丙烯粉料(w-PP粉料)試樣與沒(méi)有進(jìn)行熱氧老化處理的PP粉料試樣具有相當(dāng)?shù)睦旌蛷澢阅?，表明w-PP粉料具有優(yōu)良的抗降解能力，在熱氧老化處理過(guò)程中幾乎不降解。w-PP粉料試樣的拉伸屈服應(yīng)力比沒(méi)有進(jìn)行熱氧老化處理的PP粉料提高了5.73％，拉伸模量提高了21.3％，斷裂伸長(zhǎng)率提高了3.22％；其彎曲強(qiáng)度則提高了