辐照交联法制备PP共混物料体系泡沫材料性能的研究

摘要

运用电子束辐照交联的方法，提高了聚丙烯的熔体强度，并且可拓宽其加工范围，制备出泡孔结构规正、均匀的聚丙烯发泡片材。采用正交试验的方法，分析了辐照敏化剂含量、发泡剂含量和辐照剂量三个主要因素对发泡片材的交互作用，实验结果表明，对于形成均匀泡孔、力学性能优良的表观密度为0．22g．cm-3左右聚丙烯发泡片材，辐照敏化剂含量影响最大，辐照剂量次之，发泡剂含量影响最小，并将物料组成和辐照工艺条件进行了优化。 通过测试材料的凝胶含量，了解了敏化剂含量、发泡剂母粒含量及辐照剂量对材料交联程度的影响，从而揭示了以上三因素对材料产生的变化。凝胶含量随着辐照敏化剂含量的增加而增加；在4KGy和8KGy的剂量下辐照后，凝胶含量随着发泡剂含量的增加而增加，在12KGy的剂量下辐照后，凝胶含量随着发泡剂含量的增加而变化不明显。在敏化剂含量为0．8份时，凝胶含量随着辐照剂量的增加而先增加后减小，在辐照剂量为4KGy时出现了凝胶含量峰值7．23％。 本论文还对辐照PP发泡材料进行了增韧研究，通过加入热塑性弹性体POE，有效地提高了PP发泡材料的韧性，并分析了其增韧机理。研究表明：PP/POE泡沫材料的表观密度随POE含量的增加有增加的趋势，但变化很小。随着POE含量的增加，PP/POE共混体系的冲击强度和断裂伸长率显著提高，而拉伸强度下降。POE可以增韧PP泡沫材料，一方面由于弹性体POE可以诱发银文和剪切带，及其之间互相作用的结果；另一方面由于泡孔的周围基体有更多的皱褶现象，发泡材料在断裂的过程中，这种皱褶变形会吸收更多的能量。 制备了高发泡倍率PP/POE发泡材料，其表观密度为0．061g．cm-3，泡孔致密且尺寸大小均匀一致，其拉伸强度为0．61MPa，断裂伸长率可达到104．3％。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1 PP发泡材料的性能

1.2 PP发泡材料的应用与市场

1.3 PP发泡材料的发展趋势

1.4熔体强度

1.4.1熔体强度的表征

1.4.2提高聚丙烯熔体强度的方法概述

1.5发泡剂

1.5.1发泡剂的分类与特点

1.5.2聚丙烯用高温分解性发泡剂

1.5.3发泡剂改性的研究进展

1.6聚丙烯发泡方法的概述

1.6.1与高熔体强度聚合物共混发泡法

1.6.2采用高熔体强度PP发泡法

1.6.3聚丙烯物理发泡法

1.6.4化学交联改性发泡法

1.6.5辐照交联发泡法

1.7发泡机理的研究进展

1.8课题的目的及意义

第二章 辐照交联聚丙烯发泡材料的制备工艺研究

2.1实验的原料和设备

2.2实验步骤及方法

2.2.1技术路线

2.2.2实验步骤

2.2.3发泡剂母粒的制备

2.3测试与表征

2.3.1发泡剂AC的TGA测试

2.3.2凝胶含量的测定

2.3.3表观密度的测定

2.3.4拉伸强度和断裂伸长率的测定

2.3.5弯曲强度的测定

2.3.6泡孔形态的观察

2.4结果与讨论

2.4.1挤出片材工艺条件及发泡工艺条件的确定

2.4.2 AC发泡剂的TGA测试

2.4.3正交试验优化工艺

2.4.4制备工艺对PP交联程度的影响

2.4.5螺杆转速的影响

2.4.6辐照气氛的影响

2.4.7抗氧化剂含量的影响

2.4.8辐照剂量对PP泡孔形态的影响

2.4.9发泡剂含量对发泡材料形态和结构的影响

2.5本章小结

第三章 辐照交联PP/POE泡沫材料的制备与性能的研究

3.1实验的原料和设备

3.2试样制备

3.3测试与表征

3.4结果与讨论

3.4.1发泡剂含量对发泡试样凝胶含量的影响

3.4.2发泡剂含量对发泡试样力学性能的影响

3.4.3发泡剂含量对发泡试样表观密度的影响

3.4.4敏化剂含量对发泡试样凝胶含量的影响

3.4.5敏化剂含量对发泡试样力学性能的影响

3.4.6敏化剂含量对发泡材料泡孔结构和泡孔密度的影响

3.4.7 PP/POE泡沫材料表观密度和泡孔形态的分析

3.4.8 PP/POE泡沫材料力学性能的研究

3.5本章小结

第四章PP／POE泡沫材料增韧机理的探讨

4.1塑料的韧性与增韧改性的概述

4.1.1高分子材料的韧性与冲击强度

4.1.2应变软化和应变硬化

4.1.3冲击强度和增韧

4.1.4塑料的形变区与形变机理

4.2弹性体增韧塑料的机理

4.3 PP/POE泡沫材料增韧机理的探讨

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

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