高透明易开口的LLDPE树脂制备与性能研究

论文摘要

线性低密度聚乙烯（LLDPE）是乙烯与α-烯烃的无规共聚物,它相对于高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）在薄膜制造上有很大的优势,近年来已经成为最大的聚烯烃品种之一。但未经改性LLDPE制品的光泽度、透明性等理化性能差限制了它的应用。为了扩大LLDPE的应用范围,其增透及开口性能的引起研究者的关注,添加成核剂及开口剂是这类研究最简便、易行、经济的方法。本文合成了四种单体,包括一种互变向列相液晶单体4-乙氧基苯甲酸-4’-烯丙氧基联苯单酯（M1）,4-烯丙氧基联苯基松香酸酯（M2）,离子单体4-烯丙氧基苯甲酸（M3）,十一烯酰氧基偶氮苯磺酸（M4）。将液晶单体（M1）、（M2）分别与离子单体接枝共聚到含氢聚硅氧烷主链上,合成了侧链液晶成核剂P1和P2。采用红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振仪（1H-NMR）、差示扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TGA）及偏光显微镜（POM）等技术对所合成的单体、液晶成核剂的结构与性能进行了研究。研究结果表明液晶成核剂的液晶类型为向列相,具有较宽液晶区间和热稳定性。小试研究了基础树脂、成核剂种类与用量、易开口剂用量、其它助剂及加工过程中挤出机温度与转速对LLDPE透明性和开口性能的影响。讨论了各种因素对线性低密度聚乙烯共混体系力学性能以及结晶性能、加工性能和开口性能的影响。通过不同种类成核剂对LLDPE的增透效果对比,制备的成核剂对LLDPE的增透效果较佳。要优于苯甲酸钠等成核剂；随着成核剂含量增加雾度降低,透光率逐渐增高,同时综合力学性能有较大幅度的提高。在配方研究的基础上,进行了理论研究。详细研究了LLDPE在各种成核剂作用下LLDPE的结晶与熔融过程、微观形念和各种影响因素。通过差示扫描量热法（DSC）对增透LLDPE的降温与升温过程进行了扫描。结果发现,自制的增透剂使LLDPE的结晶温度显著提高,结晶速率加快。通过扫描电子显微镜（SEM）和雾度仪分别研究了LLDPE的微观形念和光学性能。结果发现,自制成核剂使LLDPE的晶粒全部细化均一,雾度显著降低,透光率明显升高。通过摩擦系数仪研究了LLDPE的开口性能。结果发现,易开口剂的加入,使LLDPE膜的摩擦系数降低,大大提高了其开口性能,并对此进行了理论分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 线性低密度聚乙烯
• 1.1.1 线性低密度聚乙烯的结构
• 1.1.1.1 LLDPE的链结构
• 1.1.1.2 LLDPE的聚集态结构
• 1.1.2 线性低密度聚乙烯的性能
• 1.1.2.1 LLDPE的化学性质
• 1.1.2.2 LLDPE的物理性质
• 1.1.2.3 LLDPE的力学性能
• 1.1.2.4 LLDPE的其它性能
• 1.1.3 线性低密度聚乙烯的用途
• 1.2 LLDPE结晶聚乙烯的结晶行为研究
• 1.2.1 LLDPE结晶形态学
• 1.2.2 LLDPE的结晶性能
• 1.2.3 结晶对聚合物材料性能的影响
• 1.2.4 控制结晶的方法
• 1.3 LLDPE成核剂
• 1.3.1 成核剂的分类
• 1.3.2 聚乙烯成核剂的国内外研究现状
• 1.4 聚乙烯易开口剂
• 1.4.1 易开口剂对聚乙烯的改性
• 1.4.2 开口剂的种类
• 1.4.3 开口剂的作用机理
• 1.5 课题来源及本文研究内容
• 第二章 侧链硅氧烷类液晶成核剂的制备与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要化学试剂
• 2.1.2 检测手段和所用仪器
• 2.1.3 合成部分
• 2.1.3.1 分子设计
• 2.1.3.2 单体的制备
• 2.1.3.3 侧链液晶高分子成核剂的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 中间体结构分析
• 2.2.2 单体的结构与性能分析
• 2.2.2.1 单体的结构分析
• 2.2.2.2 单体的性能分析
• 2.2.3 液晶成核剂的结构与性能分析
• 2.2.3.1 原料及成核剂的结构分析
• 2.2.3.2 液晶成核剂的热性能分析
• 2.2.3.3 液晶成核剂的织构分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 高透明易开口LLDPE树脂的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器设备
• 3.1.3 实验方法及工艺条件
• 3.1.4 性能表征与测试
• 3.1.5 工艺路线
• 3.1.5.1 工艺流程
• 3.1.5.2 成核剂的添加方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 液晶成核剂P对LLDPE性能的影响
• 3.2.1.1 液晶成核剂P用量对LLDPE透明性的影响
• 3.2.1.2 不同种类成核剂的加入量对LLDPE光学性能的影响
• 3.2.1.3 液晶成核剂P用量对LLDPE光泽度的影响
• 3.2.1.4 不同种类成核剂的加入量对LLDPE光泽度的影响
• 3.2.1.5 加工设备对透明LLDPE的影响
• 3.2.1.6 挤出工艺对透明LLDPE的影响
• 3.2.1.7 吹膜温度对透明LLDPE的影响
• 3.2.2 透明LLDPE的结晶形态
• 3.2.3 透明LLDPE的结晶行为
• 3.2.3.1 成核剂含量对LLDPE结晶行为的影响
• 3.2.3.2 不同成核剂含量对LLDPE结晶温度的影响
• 3.2.4 液晶成核剂P对LLDPE力学和物理性能的影响
• 3.2.4.1 液晶成核剂P对LLDPE力学性能的影响
• 3.2.4.2 液晶成核剂P对LLDPE气味的影响
• 3.2.5 开口剂对LLDPE性能的影响
• 3.2.5.1 无机开口剂的分散处理
• 3.2.5.2 无机开口剂粒径的选择
• 3.2.5.3 有机开口剂/无机开口剂的复配化试验
• 3.2.5.4 开口剂的加入对LLDPE开口性能的影响
• 3.3 性能对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢