紫外辐照交联制备高发泡倍率聚丙烯片材

摘要

聚丙烯树脂是没有支化和交联结构的线性分子链，导致其熔体强度和熔体黏度低，耐熔垂性能差，不适合制备发泡材料，本论文通过固相紫外辐照交联的方法，制备含有一定交联结构的聚丙烯，改善聚丙烯的熔体强度，通过配方和工艺的优化，成功制备了高发泡倍率聚丙烯片材。
　　 (1)高熔体强度聚丙烯的制备:加入光引发剂和敏化剂，通过一定剂量的紫外光辐照可以明显提高聚丙烯的熔体强度，研究表明，当光引发剂BP为0.2份，敏化剂TMPTA为1.6份，紫外辐照剂量为3000 mj/cm2时，凝胶含量为32.3％，熔体强度提高了近9倍，继续增加紫外辐照剂量，凝胶含量和熔体强度均呈上升的趋势;交联结构降低了材料的流动性能，熔融指数从3.3g/10min降低到0.4 g/10min;
　　 (2)研究了紫外辐照交联聚丙烯热学性能的变化，紫外辐照剂量为3000 mj/cm2时，材料的热学性能改善很大，热失重50％和最大分解速率的温度都提高了近20℃，达357℃和361℃;熔点和结晶温度明显提高，熔点提高了6.08℃，结晶温度提高了4.19℃;动态力学分析表明，在相同温度下，辐照剂量越大，储能模量越大，尤其在熔点附近，损耗因子随辐照剂量的增加而下降。
　　 (3)经过紫外辐照改性后的片材发泡效果明显改善，当紫外辐照剂量达到2000 mj/cm2，凝胶含量超过25％,泡孔形貌明显改善;当紫外辐照剂量达到3000 mj/cm2，凝胶含量为32.3％时，得到制品的发泡倍率最大，达15倍，而且继续增加紫外辐照剂量，形成的泡孔更加细密均一;综合材料性能和耗能因素，紫外辐照剂量选择3000mj/cm2为宜;
　　 (4)当ZnO为0.10份时，对发泡剂的活化效果较好，分解温度范围适合无发泡挤出以及紫外辐照交联后的发泡实验;
　　 (5)未发泡片材挤出工艺的研究:探讨了加工温度、螺杆转速、螺杆类型、片材厚度等工艺条件对聚丙烯未发泡片材共混分散效果和交联后发泡性能的影响，发现低温、低速、销钉螺杆、适当的厚度有利于长时间无发泡挤出片材，即使用销钉螺杆，加工温度168℃，螺杆转速40r/min，挤出1mm的片材，此时片材不但未发泡、分散效果好，而且紫外辐照后发泡效果理想;
　　 通过配方和加工工艺优化，制得了发泡倍率15倍，力学性能良好，而且微观泡孔均一的聚丙烯发泡片材。

目录

声明

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 聚丙烯(PP)简介

1．3 高熔体强度聚丙烯

1．3．1 研究背景

1．3．2 HMSPP简介

1．3．3 HMSPP的用途

1．3．4 提高聚丙烯熔体强度的方法

1．4 紫外技术概况

1．4．1 紫外光简介

1．4．2 紫外光的应用

1．4．3 紫外辐照交联聚合物研究进展

1．4．4 紫外辐照交联聚丙烯原理

1．5 目的和意义及创新点

1．5．1 目的和意义

1．5．2 创新点

第二章 紫外辐照交联制备高熔体强度聚丙烯

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验设备

2．3 工艺流程

2．3．1 紫外交联聚丙烯母粒的制备

2．3．2 紫外交联聚丙烯片材的挤出

2．3．3 紫外交联聚丙烯发泡片材的挤出

2．4 测试与表征

2．4．1 片材凝胶含量测定

2．4．2 红外表征

2．4．3 泡孔孔径百分比的测定

2．4．4 电镜

2．4．5 TG测试

2．4．6 MFR测定

2．4．7 DSC测试

2．4．8 拉伸性能测试

2．4．9 压缩性能测试

2．4．10 熔体强度测定

2．4．11 表观密度测定

2．4．12 吸水率测定

2．4．13 发泡倍率测定

2．5 结果与讨论

2．5．1 凝胶产物FT-IR

2．5．2 TMPTA对凝胶含量的影响

2．5．3 光引发剂对凝胶含量的影响

2．5．4 紫外辐照剂量对凝胶含量的影响

2．5．5 紫外辐照剂量对MFR的影响

2．5．6 紫外辐照剂量对熔体强度的影晌

2．5．7 紫外辐照剂量对机械性能的影响

2．5．8 紫外辐照剂量对聚丙烯热性能的影响

2．5．9 不同紫外辐照剂量下聚丙烯动态力学分析

2．5．10 紫外辐照剂量对发泡性能的影响

2．6 小结

第三章 工艺条件对聚丙烯发泡片材的影响

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料

3．2．2 实验设备

3．3 工艺流程

3．3．1 紫外交联聚丙烯母粒的制备

3．3．2 紫外交联聚丙烯发泡片材的挤出

3．3．3 紫外交联实验及发泡实验

3．4 测试与表征

3．4．1 电镜

3．4．2 TG测试

3．4．3 拉伸性能测试

3．4．4 表观密度测定

3．5 结果与讨论

3．5．1 发泡剂母粒的活化改性

3．5．2 挤出温度对聚丙烯片材的影响

3．5．3 模具温度对发泡效果的影响

3．5．4 螺杆类型的影响

3．5．5 挤出速度的影响

3．5．6 片材厚度的影响

3．7 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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