新型聚烯烃弹性体改性高流动聚丙烯性能研究

论文摘要

茂金属三元（乙烯-丁烯-己烯）共聚物（mEBHC）作为新型聚烯烃弹性体,具有分子量分布窄、密度低、各项性能均衡等优点,可作为增韧材料改善高流动聚丙烯（HF-PP）的性能。本文通过熔融共混法制备mEBHC/HF-PP共混物,并利用熔融指数测试仪、毛细管流变仪、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）和差示扫描量热仪（DSC）等对改性前后高流动PP的加工性能、力学性能、热稳定性和结晶行为等进行表征。实验结果表明：高流动PP的熔体流动性随mEBHC含量增加而下降,共混熔体表现为假塑性流体。mEBHC对高流动PP增韧效果明显,当mEBHC含量为30wt%时,常温冲击强度由5.506 kJ/m2增加到14.190 kJ/m2,而刚性有所降低,SEM观察到mEBHC颗粒分散均匀,两相体系呈现“海岛”结构。mEBHC改性的高流动PP具有更高的热降解温度,Kissinger和Ozawa法计算表明改性后的高流动PP的热降解活化能随着mEBHC含量增加而逐渐提高,其热分解反应为一级反应。高流动PP的熔融结晶行为受（?）nEBHC的影响大,随着mEBHC含量增加,高流动PP的熔融和结晶温度都下降,mEBHC的加入破坏了PP的晶体结构,降低结晶度和晶片厚度,但未改变PP的晶体类型,非等温结晶动力学研究发现Mo法能很好地描述mEBHC/HF-PP共混体系的结晶过程,高流动PP的结晶速率随mEBHC含量增加呈现先降低后增加的变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 高流动聚丙烯
• 1.1.1 过氧化物降解法
• 1.1.2 氢调法
• 1.2 茂金属聚乙烯
• 1.2.1 茂金属催化剂发展
• 1.2.2 茂金属聚乙烯的制造技术及应用
• 1.3 聚合物共混的基本理论
• 1.3.1 相形态的研究
• 1.3.2 相结构演变
• 1.3.3 聚合物共混的增韧机理
• 1.4 聚丙烯增韧改性研究进展
• 1.4.1 无机刚性粒子增韧聚丙烯
• 1.4.2 纳米材料增韧聚丙烯
• 1.4.3 弹性体增韧聚丙烯
• 1.5 增韧聚丙烯热稳定性研究
• 1.6 增韧聚丙烯结晶性能研究
• 1.7 本论文的选题意义与研究内容
• 2 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的制备及加工性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原材料
• 2.2.2 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的制备
• 2.2.3 熔体流动速率（MFR）
• 2.2.4 流变性能
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的熔体流动速率
• 2.3.2 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯共混体系的流变行为研究
• 2.4 本章小结
• 3 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的力学性能和断裂形态研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试样制备
• 3.2.2 力学性能测试
• 3.2.3 断面形貌扫描电镜（SEM）观察
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 茂金属聚乙烯含量对共混物冲击性能的影响
• 3.3.2 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的冲击断面层形貌观察
• 3.3.3 茂金属聚乙烯含量对共混物其他力学性能的影响
• 3.4 本章小结
• 4 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的热稳定性研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 热重分析（TGA）
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 茂金属聚乙烯对高流动聚丙烯的热分解性能影响
• 4.3.2 Kissinger法
• 4.3.3 Flynn-Wall-Ozawa法
• 4.4 本章小结
• 5 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的结晶行为和结晶动力学研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 差示扫描量热（DSC）分析
• 5.2.2 广角X射线衍射（WAXD）分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的熔融和结晶行为
• 5.3.2 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的晶体形态分析
• 5.3.3 相对结晶度与温度的关系
• 5.3.4 相对结晶度与时间的关系
• 5.3.5 茂金属聚乙烯/高流动聚丙烯的非等温结晶动力学分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 本课题主要结论
• 6.2 本课题特色
• 6.3 需待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录