辐照改性制备长支链型高熔体强度聚丙烯（LCB-HMSPP）流变行为及挤出发泡的研究

摘要

长支链型高熔体强度聚丙烯(LCB-HMSPP)是一种具备较好熔体弹性，较高熔体强度、微凝胶含量的PP树脂，LCB-HMSPP克服了均聚线性PP应变软化的缺陷，具有应变硬化的拉伸流变特性，可在较宽的温度范围内稳定地表现出较高的熔体强度，有利于挤出发泡等加工工艺。 本文在线性PP中加入1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)，经小剂量60Co-γ高能辐照，制备了LCB-HMSPP。采用ARES高级流变扩展系统和毛细管流变仪研究了该LCB-HMSPP的剪切流变行为，采用熔垂仪研究了LCB-HMSPP的抗熔垂能力，采用Rheotens拉伸流变仪研究了LCB-HMSPP的拉伸流变行为。讨论了敏化剂含量、辐照剂量、添加高分子量物质对PP熔体粘弹性、离模膨胀比、抗熔垂能力、剪切和拉伸流变行为的影响，提出了PP辐照过程中长支链的形成机理。 研究发现，辐照制备的LCB-HMSPP熔体弹性显著增强，表现在其低频端储能模量G提高，内耗正切tanδ变小，零切粘度η0增大，特征松弛时间τ0变长。LCB-HMSPP的离模膨胀比增大，熔体流动速率降低，凝胶含量较低，具备较好的流动性。辐照改性后，LCB-HMSPP的抗熔垂能力、熔体强度和拉伸粘度显著提高，具有“应变硬化”的拉伸流变特性。 LCB-HMSPP的熔体弹性、离模膨胀比、抗熔垂能力和拉伸粘度、熔体强度等流变学物理量随敏化剂含量的增加而提高；随辐照剂量呈先增加后下降的态势，在辐照剂量为5kGy时，PP的抗熔垂能力、拉伸粘度、熔体强度达到最大值；辐照体系中添加极少量高分子量物质(UHMWPE)也可有效提高PP的熔体弹性、离模膨胀比、抗熔垂能力、熔体强度和拉伸粘度。 研究发现，LCB-HMSPP的粘流活化能Ea升高，剪切粘度的温敏性提高；另一方面，LCB-HMSPP的熔体强度活化能EMS显著降低，熔体强度的温敏性下降。LCB-HMSPP可在较宽的温度范围内表现出较高的熔体强度，这一特性对PP挤出发泡等成型工艺较有利。 将辐照制备的LCB-HMSPP和AC/ZnO复合成核发泡剂挤出发泡，制备了具有均匀闭孔结构的PP发泡材料。探讨了熔体强度、发泡剂改性对PP泡孔直径、孔径分布和棒材皮层厚度的影响，结果表明：ZnO可显著降低AC发泡剂分解温度，缓和分解放热。LCB-HMSPP和AC/ZnO复合成核发泡剂挤出发泡，可制备泡孔尺寸较均一，孔径分布均匀，皮层厚度较薄的PP发泡材料。该PP发泡材料平均泡孔直径为93.49μm，平均皮层厚度为46.80μm。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章实验部分

第3章结果与讨论

3.1.LCB-HMSPP动态剪切流变行为的研究

3.2.LCB-HMSPP静态毛细管剪切流变行为的研究

3.3.LCB-HMSPP离模膨胀行为的研究

3.4.LCB-HMSPP熔体流动性的分析

3.5.LCB-HMSPP抗熔垂能力的研究

3.6.LCB-HMSPP拉伸流变行为的研究

3.7.LCB-HMSPP泡孔形态及其影响因素的研究

第四章结论

参考文献

致谢

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