稀土β成核剂改性无规共聚聚丙烯的流变性能与结晶性能研究

论文摘要

聚丙烯综合性能优异,但同时也存在着某些缺陷,如抗冲击强度低,抵抗外力作用的能力差,热收缩等,在很大程度上限制了聚丙烯的应用范围。通过化学或物理改性来提高聚丙烯综合性能或某方面的性能,能起到扩大其应用范围的作用。本文采用六种稀土β成核剂（WBG-1、WBG-2、WBG-3、WBG-4、WBG-5、WBG-6）进行PPR改性,并对其改性制品的力学、结晶及流变性能进行研究。通过对六种成核剂改性PPR力学性能的研究,发现:六种稀土β成核剂均能不同程度的改善聚丙烯的力学性能。WBG-1（0.3%）、WBG-2（0.1%）和WBG-6（0.1%）改性PPR断裂伸长率由256.3%分别提高到945.4%、747.1%和411.0%;WBG-3和WBG-5在任意组分（0.1%-0.5%）含量是均有较好的断裂伸长率,都在700%左右;而WBG-4在0.1%-0.3%时,伸长率在700%多;常温（25oC）和低温（-30oC）抗冲强度也有很好的提高;并且加入成核剂后,样品的断面出现韧窝,韧性断裂特征较明显。结晶情况除与成核剂浓度相关外,还受其他条件如温度、剪切、热历史等影响,对纯PPR及（WBG-1、WBG-2、WBG-3）改性制品结晶行为进行研究。结果表明,纯PPR结晶较慢,球晶之间具有明显的界面,改性PPR结晶速率加快,球晶尺寸变小,出现非球晶界面,形成不规则的“花状”晶体;通过DSC熔融曲线可知,改性PPR出现两个熔融吸收峰,WBG-1（0.1%）、WBG-2（0.3%）、WBG-3（0.5%）的?β分别在54.2%、50.6%和45%左右,均有明显的β成核效果;而由WAXD求得的改性PPR的Kx分别在30%、29.03%和30%左右,与力学性能和DSC所得具有一致的变化趋势。成核剂的加入对PPR的加工和挤出流变性能有影响,对WBG-1稀土β成核剂改性聚丙烯流变性能进行研究。结果发现, 0.1%WBG-1的加入使PPR粘流活化能变大,在剪切速率相同的情况下,随β成核剂浓度的增多,剪切压力具有减小的趋势;在低剪切速率范围内,成核剂的加入使相同剪切速率下的剪切粘度变小,但随着剪切速率的增大,剪切粘度随剪切速率变化的曲线出现明显的靠拢,成核剂加入量的变化对PPR入口压力降影响不明显;通过DMA测试可知,PPR在60℃-70℃范围内出现小的损耗峰,WBG-1成核剂改性PPR的损耗因子有不同程度的增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚丙烯的国内外研究动态及水平
• 1.1.1 我国聚丙烯动态
• 1.1.2 国外聚丙烯动态
• 1.2 聚丙烯改性
• 1.2.1 抗菌改性PP
• 1.2.2 透明改性PP
• 1.2.3 抗老化改性PP
• 1.2.4 阻燃改性PP
• 1.3 β结晶形态
• 1.4 聚丙烯的应用前景及存在的问题
• 1.5 本论文研究的目的、意义和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 稀土β晶型成核剂改性 PPR 材料的制备表征方法
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 主要设备与仪器
• 2.2 试样制备
• 2.3 性能测试表征
• 第三章 改性 PPR 的力学性能表征
• 3.1 稀土β成核剂对PPR 力学性能的影响
• 3.2 成核剂对PPR 低温冲击性能影响
• 3.3 稀土β成核剂加入前后材料冲击断面微观形貌分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 稀土β成核剂对 PPR 结晶性能的影响
• 4.1 稀土β成核剂改性PPR 的PLM 分析
• 4.2 β成核剂改性PPR 的DSC 分析
• 4.3 β成核剂改性PPR 的WAXD 分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 成核剂改性 PPR 的流变性能分析
• 5.1 无规共聚聚丙烯挤出特点
• 5.2 样品粘度分析
• 5.2.1 粘度-温度依赖性
• 5.2.2 粘度-剪切速率依赖性
• 5.2.3 粘度与温度、剪切速率的关系
• 5.2.4 剪切应力对剪切速率的影响
• 5.2.5 成核剂添加对剪切粘度的影响
• 5.3 样品弹性的分析
• 5.3.1 温度对弹性的影响
• 5.3.2 成核剂对弹性的影响
• 5.4 DMA 曲线分析
• 5.4.1 不同体系损耗因子δ与温度的关系
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文