聚丙烯改性研究

论文摘要

本文利用对叔丁基苯甲酸、钛酸四异丙酯和正硅酸乙酯合成了钛类新型成核剂,考察了此类成核剂的性能;并探讨研究了N-甘氨酸基马来酰胺酸（GMA）、N-甘氨酸基马来酰胺酸钙（GMACa）和N-二乙酸基马来酰亚胺（DAMI）熔融接枝到聚丙烯上的可行性,考察了改性后聚丙烯的性能。通过热重分析（TG）、X-射线衍射分析（XRD）、差示扫描量热分析（DSC）、偏光显微镜和力学性能测试等手段进行了表征,并测试了聚丙烯的维卡软化点和熔融指数。TG测试结果表明:钛类成核剂在温度为254.1℃时开始分解,这说明此类成核剂在聚丙烯加工温度（200-220℃）下是稳定的,可以作为聚丙烯的成核剂。DSC、XRD、维卡软化点和偏光显微镜测试结果表明:钛类成核剂为有效的聚丙烯α晶型成核剂,在聚丙烯中加入0.3%的成核剂TST后,其结晶温度和结晶速率都有了不同程度的提高,分别比纯PP提高了15.62℃和3%,结晶起始温度与结晶峰温度之差也由纯PP的4.4℃降低到了2.8℃;聚丙烯的维卡软化点比纯PP提高了7.7℃;聚丙烯的球晶尺寸明显减小,晶粒之间的界面模糊。熔融接枝改性聚丙烯后,聚丙烯的结晶速率、结晶度和维卡软化点均有不同程度的提高,其中GMA在其质量分数为2%时,聚丙烯的结晶温度和结晶度分别比交联基础数据提高了9.18℃和5.6%;聚丙烯的维卡软化点提高了18.1℃;聚丙烯的晶粒明显细化,球晶之间界限不明显。力学性能测试结果表明:利用钛类成核剂改性后,聚丙烯的力学性能都有了不同程度的提高。其中拉伸强度最大为40.54MPa,最大增幅为15.2%;抗弯曲强度最大为61.35MPa,最大增幅为26.3%;抗冲击强度最大为13.02kJ/m2,最大增幅为114.9%。利用熔融接枝改性聚丙烯后,聚丙烯的拉伸强度、抗弯曲强度和抗冲击强度比交联基础数据也有了大幅度地提高,而且尤以接枝N-甘氨酸基马来酰胺酸后聚丙烯的力学性能最好,其拉伸强度、抗弯曲强度和抗冲击强度最大分别为41.18MPa、51.74MPa和17.35kJ/m2。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述及选题
• 1.1 聚丙烯改性方法
• 1.1.1 物理改性方法
• 1.1.2 化学改性方法
• 1.2 聚丙烯成核剂
• 1.2.1 聚丙烯成核剂的种类
• 1.2.2 聚丙烯成核剂的作用机理
• 1.2.3 聚丙烯成核剂的发展简史及最新研究进展
• 1.2.4 聚丙烯成核剂成核效应的研究
• 1.3 聚丙烯熔融接枝改性
• 1.3.1 聚丙烯熔融接枝改性研究进展
• 1.3.2 聚丙烯熔融接枝的影响因素
• 1.3.3 熔融接枝聚丙烯的性能与应用
• 1.4 选题的目的和意义
• 第二章 实验与测试方法
• 2.1 实验设备与仪器
• 2.2 测试方法
• 2.2.1 X 射线衍射法（XRD）
• 2.2.2 差示扫描量热法（DSC）
• 2.2.3 偏光显微镜分析法（PLM）
• 2.2.4 维卡软化点测试
• 2.2.5 热重分析法（TG）
• 2.2.6 熔融指数测试
• 2.2.7 拉伸性能测试
• 2.2.8 断裂伸长率测试
• 2.2.9 冲击性能测试
• 2.2.10 弯曲性能测试
• 第三章 钛系新型聚丙烯成核剂的制备与表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验主要原料
• 3.1.2 实验步骤
• 3.2 成核剂在凯日粉料中结果分析
• 3.2.1 热重分析（TG）
• 3.2.2 X-射线衍射分析（XRD）
• 3.2.3 差示扫描量热分析（DSC）
• 3.2.4 维卡软化点分析
• 3.2.5 偏光显微镜分析（PLM）
• 3.2.6 力学分析
• 3.3 成核剂TST 在不同料中的结果分析
• 3.3.1 X-射线衍射分析（XRD）
• 3.3.2 差示扫描量热分析（DSC）
• 3.3.3 维卡软化点分析
• 3.3.4 偏光显微镜分析（PLM）
• 3.3.5 力学分析
• 3.4 两种类似结构成核剂性能比较分析
• 3.4.1 热重分析（TG）
• 3.4.2 X-射线衍射分析（XRD）
• 3.4.3 差示扫描量热分析（DSC）
• 3.4.4 维卡软化点分析
• 3.4.5 偏光显微镜分析（PLM）
• 3.4.6 力学分析
• 3.5 小结
• 第四章 聚丙烯熔融接枝改性探究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验主要原料
• 4.1.2 实验步骤
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 交联条件的确定
• 4.2.2 X 射线衍射分析（XRD）
• 4.2.3 差示扫描量热分析（DSC）
• 4.2.4 熔融指数分析
• 4.2.5 维卡软化点分析
• 4.2.6 偏光显微镜分析（PLM）
• 4.2.7 力学分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文