咪唑基离子液体对聚烯烃结构与性能的影响

摘要

应用所合成的离子液体与聚丙烯(PP)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)熔融共混，制备出PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物，并对复合物的结构与性能进行了表征与测试。 在该实验中，测试了PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物制品Rs和Rv的变化；利用POM和XRD研究了PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物的晶体结构和形态的变化；采用TG和DSC对PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物的热性能进行测定；采用DMA研究了PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物的动态力学性能的变化：PP/咪唑基离子液体复合物和LLDPE/咪唑基离子液体复合物流动性能的变化也得到了测定；并运用SEM观察了咪唑基离子液体与聚烯烃基体相容性。研究结果表明，在PP中引入离子液体，使得PP球晶尺寸减小，同时离子液体也诱导了PP中α晶的生成。在添加相同份数(3.0份)时，离子液体及常用抗静电剂中C<,14>-Br的抗静电性能最好，可使表面电阻率降到1.14×10<'9>Ω，体积电阻率降到1.37×10<'9>Ω.cm，其中C<,14>-Br最佳添加量为3份。在材料PP中添加相容剂PP-g-MA不利于聚丙烯抗静电性能的提高。C<,14>-Br擦洗前后表面电阻变化不大，可知它在基体PP中迁移性比较好，同时从SEM图可以看出C<,14>-Br和PP的相容性比较好。离子液体可以提高PP的热稳定性，同时也提高了PP的力学性能，并降低了PP玻璃化转变温度，对PP基体起到了增塑的作用。 离子液体C<,14>-Br对LLDPE也具有抗静电性能。当离子液体添加量很低时(0.5份)，就表现出很强的抗静电性能，当添加量为2.0份的时候，不仅抗静电性能比较好，而且受环境变化的影响比较小，达到一定的抗静电要求。随着离子液体添加量的增加，LLDPE晶体尺寸也有所增大。在相同降温速率下，加离子液体试样的起始结晶温度要比空白样略高。离子液体C<,14>-Br对LLDPE的拉伸性能和冲击性能有一定的影响，在0.5份的时候出现拉伸强度增大，冲击强度减小的现象，继续添加出现试样的拉伸强度逐渐减小，冲击强度逐渐增大的趋势，冲击强度的变化较明显，但是拉伸强度的减小幅度不大，只有当添加量大于3.5份时变化较明显。当离子液体C<,14>-Br添加量很小，即0.5-2.0之间时，离子液体对LLDPE基体MI影响不大；当添加量增大到2.5份后，离子液体可以增加聚合物基体MI，而且随着其添加量的增加，MI也有增加的趋势，基体流动性变好，C<,14>-Br起到了增塑的作用。

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致谢

第一章绪论

1.1聚烯烃(PO)塑料分类及特点

1.1.1聚丙烯(PP)

1.1.2线性低密度聚乙烯(LLDPE)

1.2离子液体

1.2.1离子液体的概况

1.2.2离子液体的分类

1.2.3离子液体的性质

1.2.4离子液体的应用

1.3抗静电的简介

1.3.1静电的产生

1.3.2抗静电剂的分类及特性

1.3.3近年来抗静电剂作用机理的研究

1.4增塑剂机理及应用

1.4.1增塑剂机理

1.4.2增塑剂的应用

1.5成核剂作用机理

1.5.1成核剂作用机理

1.6本文的研究目标和研究内容

1.6.1主要研究目标

1.6.2主要研究内容

第二章实验部分

2.1原料及实验设备

2.1.1原料

2.1.2实验设备

2.2实验方法

2.2.1离子液体的合成

2.2.2聚合物/离子液体复合材料的制备

2.3结构表征及性能测定

2.3.1离子液体吸湿率测试

2.3.2表面电阻率与体积率电阻测试

2.3.3材料表面耐擦洗性能测试

2.3.4力学性能测试

2.3.5动态力学性能测试(DMA)

2.3.6差示扫描量热分析(DSC)

2.3.7热失重分析(TGA)

2.3.8 X射线衍射分析(XRD)

2.3.9偏光显微镜(POM)

2.3.10扫描电镜(SEM)

2.3.11熔融指数测试

第三章离子液体对聚丙烯结构与性能的影响

3.1离子液体及常用抗静电剂对聚丙烯球晶形态的影响

3.2离子液体及常用抗静电剂对聚丙烯晶体结构以及形态的影响

3.3吸湿性能讨论

3.4抗静电性能讨论

3.4.1离子液体及常用抗静电剂对聚丙烯电阻率的影响

3.4.2[C14mim]Br不同添加量对聚丙烯电阻率的影响

3.4.3相容剂PP-g-MA不同添加量对聚丙烯电阻率的影响

3.4.4[C14mim]Br的抗静电耐久性

3.4.5擦洗对聚丙烯抗静电性能的影响

3.5聚丙烯/离子液体复合物的差热分析

3.6离子液体对聚丙烯热稳定性能的影响

3.7离子液体及常用抗静电剂对聚丙烯力学性能的影响

3.7.1离子液体及常用抗静电剂对聚丙烯力学性能的影响

3.7.2[C14mim]Br不同添加量对聚丙烯力学性能的影响

3.8不同结构的离子液体对聚丙烯动态机械性能的影响

3.9小结

第四章离子液体对线性低密度聚乙烯结构与性能的影响

4.1[C14mim]Br不同添加量对聚乙烯晶体形态的影响

4.2抗静电性能讨论

4.2.1[C14mim]Br不同添加量对聚乙烯电阻率的影响

4.2.2相容剂(EVA)不同添加量对聚乙烯电阻率的影响

4.2.3擦洗对聚乙烯抗静电性能的影响

4.3[C14mim]Br对聚乙烯非等温结晶动力学的影响

4.4[C14mim]Br不同添加量对聚乙烯熔融指数的影响

4.5[C14mim]Br不同添加量对聚乙烯力学性能的影响

4.5.1[C14mim]Br的不同添加量对聚乙烯力学性能的影响

4.6小结

第五章结论

参考文献

硕士期间论文发表情况