高密度聚乙烯/尼龙6反应性共混物制备及表征

摘要

高密度聚乙烯/尼龙6(HDPE/PA6)共混体系由于在成型加工过程中,通过一定的组分配比,以及设置一定的加工工艺条件,可以使PA6在HDPE中形成层状结构应用于各类中空包装容器。但是由于HDPE和PA6本身在热力学上为不相容体系,在目前所研究的HDPE/PA共混体系中,相当多的精力都投入到寻找一种很合适的相容剂的工作上。 在本研究中,在HDPE分子链先与TMI反应生成HDPE-g-TMI共聚物,然后CL在HDPE-g-TMI共聚物活性反应点原位聚合生成PA6,以制备HDPE-g-PA6接枝共混物。研究利用HAKKE转矩流仪熔体力矩变化,以及对所制备的接枝共混物进行红外表征,讨论了在HDPE与TMI接枝反应过程中,不同反应性共混条件对TMI在HDPE上发生接枝反应时接枝率与接枝效率的影响,以及在CL在HDPE-g-TMI分子链上发生PA6原位聚合反应生成HDPE-g-PA6接枝共混物中,不同CL添加量与原位聚合生成PA6时转化率的关系,并利用偏光显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、DCS和DTA对HDPE-g-PA6的微观相态结构、结晶以及热性能进行了研究。研究发现： 1.在HDPE-g-TMI接枝共聚物制备过程中,保持St含量不变时,当加入一定量的TMI后,一定的共混时间后,共混物熔体力矩均有一定程度的升高,并且随着TMI含量逐渐增加,其反应峰的峰值出现的位置逐渐推迟；对共混反应的产物进行红外分析发现TMI已在HDPE上成功的接枝；在接枝共混过程中,当TMI含量逐渐增大时,接枝率[TMI]。(mmol/g)也逐渐增大,当加入TMI含量为7.5％时,接枝率达到最大值为0.1012mmol/g;当引发剂DHBP含量较少时(≤0.5％),DHBP含量的增加对TMI接枝率的影响不大,当DHBP的含量较高(>0.5％)时,TMI接枝率呈线性关系增加；随着抗降解剂St含量的增加,HDPE-g-TMI体系中TMI接枝率呈线性关系增加,当St含量为7.5％时接枝率最高为0.4050mmol/g,继续增加St的含量,接枝率反而有所下降；随着加工温度的升高,HDPE-g-TMI体系中TMI接枝率先增加后下降,当加工温度为180℃时,接枝率达最大值为0.3682mmol/g;随着加工转速的升高,HDPE-g-TMI体系中TMI接枝率呈先降低后升高的趋势； 2.在CL在HDPE-g-TMI接枝物上扩链聚合为HDPE-g-PA6共混物的共混反应中,在反应至400-500s时,出现共混反应的反应峰,利用红外光谱对共混反应物表征证明在HDPE分子链上有PA6聚合物生成；增加共混反应时CL的质量比,CL在接枝反应中转化为PA6支链分子的转化率反而有所降低；对接枝共混物的XRD分析发现,HDPE中接枝PA6后,HDPE的110面的峰位置向大角度方向偏移,晶面间距变小；对接枝共混物的AFM分析发现,PA6由于接枝在HDPE上,均匀的分布在HDPE连续相中；对HDPE-g-PA6共聚物的DSC分析发现,DSC曲线上只有对应于HDPE的105℃处的一个冷却结晶峰,对应与PA6的结晶峰完全消失了；对接枝共聚物的DTG分析发现,HDPE-PA6接枝共混物的最大热分解温度、分解起始温度和分解终止温度均较HDPE和PA6的均有所增加,表现为分解过程变得缓慢。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

1文献综述

1.1 高密度聚乙烯(HDPE)

1.1.1 高密度聚乙烯简介

1.1.2高密度聚乙烯主要特性

1.1.3高密度聚乙烯的生产和催化剂

1.1.4高密度聚乙烯的分子量

1.1.5高密度聚乙烯的加工方法

1.1.6高密度聚乙烯的应用

1.2尼龙6(PA6)

1.2.1聚酰胺

1.2.2尼龙6(PA6)

1.2.3 PA6应用

1.2.4 PA6聚合工艺

1.3 HDPE/PA共混体系研究进展

1.3.1 HDPE/PA共混体系相形态结构研究

1.3.2相容剂类型以及用量

1.3.3组分粘度和配比

1.3.4加工工艺

1.3.5小结

1.4反应性共混

1.4.1反应增容技术原理

1.4.2反应型增容的反应类型

1.4.3反应增容技术的研究进展

1.4.4反应挤出技术

1.4.5反应挤出共混的研究现状及发展前景

1.5原位聚合技术原理

1.5.1无机纳米粒子/尼龙6原位复合材料

1.5.2有机高分子聚合物/尼龙6原位复合材料

1.5.3碳纳米管/尼龙6原位复合材料

1.5.4小结

1.6选题的目的意义及创新之处

参考文献

2熔融共混法制备HDPE-g-TMI接枝物及表征

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2主要设备

2.2.3共混改性体系试样制备工艺

2.2.4改性体系试样性能测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 HDPE接枝TMI的反应机理

2.3.2结果与表征

2.4本章小结

参考文献

3 HDPE-g-TMI接枝物与CL扩链反应性共混

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要原料

3.2.2主要设备

3.2.3共混改性体系试样制备工艺

3.2.4改性体系试样性能测试

3.3结果与讨论

3.3.1 HDPE-g-TMI接枝物与CL扩链的反应机理

3.3.2 HDPE-g-FMI接枝物与CL扩链反应的表征

3.3.3 HDPE-g-FMI接枝物与CL扩链反应的研究

3.3.4 HDPE-g-TMI接枝物与CL扩链反应共混物的相态研究

3.4本章小结

参考文献

研究生期间撰写论文

致谢