高密度聚乙烯电子束敏化辐射交联的研究

论文摘要

高密度聚乙烯(HDPE)性能优良,应用广泛,如今采暖用冷热水管等使用领域对HDPE性能提出了更高要求。交联是改善其性能的有效途径,而HDPE是一种可辐射交联的聚合物。敏化剂可有效促进聚乙烯的辐射交联,降低HDPE所需辐射剂量。本研究用高能电子束辐射交联技术研究了添加多官能团单体敏化剂和抗氧剂300的HDPE体系的辐射交联效应。分析了季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)两种多官能团单体敏化剂单独使用和复合使用时对HDPE辐射交联的作用效果。通过测定试样辐射后交联度、拉伸强度、直角撕裂强度等性能,重点考察了辐射剂量、敏化剂含量对HDPE辐射交联的影响；并用差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了HDPE辐射后的结晶性和热稳定性；红外(IR)分析观察HDPE辐射后特征基团变化。研究结果表明：(1)辐射剂量和敏化剂对提高高密度聚乙烯辐射交联度有关键作用。在一定范围内增大辐射剂量可提高HDPE辐射交联度。季戊四醇三丙烯酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯对HDPE辐射交联度均有促进作用。在敏化剂作用下,HDPE可在低于13kGy辐射剂量下辐射后获得超过60%交联度。(2)与纯HDPE辐射后相比,添加敏化剂HDPE体系辐射后结晶度变化甚微,而热稳定得到提高。(3)TAIC敏化活性高于PETA,对HDPE辐射交联促进作用更有效；在7kGy辐射剂量可赋予HDPE高达82%的交联度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 聚乙烯交联技术
• 1.2.1 硅烷交联聚乙烯
• 1.2.2 过氧化物交联聚乙烯
• 1.2.3 辐射交联聚乙烯
• 1.3 聚乙烯辐射交联
• 1.3.1 聚乙烯辐射交联过程
• 1.3.2 敏化剂在聚乙烯辐射交联中作用
• 1.3.3 抗氧剂在聚乙烯辐射交联中作用
• 1.3.4 聚乙烯辐射交联结晶性变化
• 1.3.5 辐射交联聚乙烯的应用领域
• 1.4 本文的研究目的意义和内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及设备
• 2.1.1 原料及试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 HDPE辐射样品制备
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 试样拉伸性能和直角撕裂强度的测定
• 2.3.2 凝胶含量的测定
• 2.3.3 热重（TG）测试
• 2.3.4 差示扫描量热法（DSC）测试
• 2.3.5 红外（IR）测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 添加多官能团单体后HDPE体系加工性能研究
• 3.2 PETA作为敏化剂HDPE体系辐射交联效应
• 3.2.1 辐射剂量对PETA、HDPE体系交联效应
• 3.2.2 PETA含量对PETA、HDPE体系交联效应
• 3.2.3 抗氧剂300含量对PETA、HDPE体系交联效应
• 3.2.4 PETA、HDPE体系辐射交联IR分析
• 3.2.5 PETA、HDPE体系辐射交联结晶性能变化
• 3.2.6 PETA、HDPE体系辐射交联热稳定变化
• 3.2.7 本节小结
• 3.3 TAIC作为敏化剂HDPE体系辐射交联效应
• 3.3.1 辐射剂量对TAIC、HDPE体系交联效应
• 3.3.2 TAIC含量对TAIC、HDPE体系交联效应
• 3.3.3 TAIC、HDPE体系辐射交联IR分析
• 3.3.4 TAIC、HDPE体系辐射交联结晶性能变化
• 3.3.5 TAIC、HDPE体系辐射交联热稳定变化
• 3.3.6 本节小结
• 3.4 PETA、TAIC作为复合敏化剂HDPE体系辐射交联效应
• 3.4.1 辐射剂量对PETA、TAIC、HDPE体系交联效应
• 3.4.2 w（PETA）/w（TAIC）比例对PETA、TAIC、HDPE体系交联效应
• 3.4.3 PETA、TAIC、HDPE体系辐射交联IR分析
• 3.4.4 PETA、TAIC、HDPE体系辐射交联结晶性能变化
• 3.4.5 PETA、TAIC、HDPE体系辐射交联热稳定变化
• 3.4.6 本节小结
• 3.5 PETA、TAIC辐射交联效果对比
• 3.5.1 PETA体系与TAIC体系不同辐射剂量下辐射交联效果对比
• 3.5.2 PETA体系与TAIC体系不同质量分数下辐射交联效果对比
• 3.5.3 本节小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附录