不同类型聚乙烯光氧老化特性比较研究

利用热重分析法、热分解动力学Coats-Redfern方法和力学性能测试研究了不同类型聚乙烯[高密度聚乙烯(PE-HD)、线型低密度聚乙烯(PE-LLD)、低密度聚乙烯(PE-LD)]在氙灯光氧老化条件下的热稳定性、动力学参数和力学性能的变化规律。结果表明,随着老化时间的延长,PE-LD的热稳定性下降幅度最大,且主要集中于老化后期;老化初期PE-HD,PE-LLD和PE-LD的活化能均下降较快,表明此时三者均发生了较为严重的老化现象,分子链断裂较为强烈,而老化后期活化能下降幅度顺序为PE-LDPE-LLDPE-HD,表明这个期间PE-LD的老化最为强烈;PE-LD比PE-HD和PE-LLD的弯曲强度和冲击强度下降更为显著,且主要集中于老化后期,PE-LLD的力学性能下降幅度次于PE-HD。3种聚乙烯光氧老化容易顺序依次为PE-LDPE-LLDPE-HD。     

低密度聚乙烯热氧老化行为及老化动力学

分别在80、95、110℃热氧老化环境中对低密度聚乙烯(LDPE)进行了64 d的人工加速老化试验,以研究其在光氧环境下的老化行为及规律。利用衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、力学试验和老化动力学方法分别研究了LDPE的化学结构、熔融特性、表面微观形貌、弯曲强度和老化动力学参数的变化规律,探究了LDPE的老化行为及老化机理。结果表明:LDPE分子结构中产生羰基、羟基等含氧基团,分子链断裂,支链增加,至老化64 d后,羰基指数和羟基指数分别上升至8.8和12.6,熔融特性下降,LDPE表面破坏严重,老化作用剧烈,在110℃条件老化64 d后,LDPE弯曲强度下降了43.7%。建立了以弯曲强度为参数的LDPE热氧老化反应动力学方程,其热氧老化反应的活化能为33.9 kJ/mol。     

分子量分布对低密度聚乙烯光氧老化特性的影响

采用衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）、热重分析法（TG）、凝胶渗透色谱（GPC）、扫描电子显微镜（SEM）和力学试验比较研究了不同分子量分布指数低密度聚乙烯（LDPE）的光氧老化特性,分析了分子量分布对LDPE化学结构、热稳定性、平均分子量、表面微观形貌和力学性能的影响规律。结果表明分子量分布越宽,LDPE不饱和度增长越剧烈,支化作用增长越显著;分子量分布越窄,羰基指数增长越快;分子量分布对于分子结构的断链行为并无影响。分子量分布指数越大,LDPE起始热分解温度和失重5%对应温度下降更快,热稳定性更容易变差,平均分子量下降更多,表面微观形貌老化现象越严重;弯曲强度和冲击强度受影响更显著,指数为6.0的LDPE老化24 d冲击强度就已丧失。分析认为,分子量越大、分布越窄表明分子链越长、短分子链越少,与氧接触而产生自由基的概率也越小,因此聚乙烯分子量分布越宽,材料越容易老化。     

结晶度对高密度聚乙烯光氧老化特性的影响

利用力学试验、衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)、热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电子显微镜(SEM)比较研究了3种不同结晶度高密度聚乙烯(HDPE)的光氧老化特性,分析了结晶度对HDPE力学性能、化学结构、热稳定性、熔融特性、分子量和表面微观形貌的影响规律。结果表明结晶度越高,HDPE弯曲强度、弯曲模量和冲击强度下降最明显;不饱和度增长越剧烈,支化作用和断链作用更明显,且区别主要集中于老化初期;羰基指数和羟基指数增长越快,热分解特征温度下降最明显,热稳定性下降更强烈,但熔融特征温度和氧化诱导温度下降更不明显,相对分子质量下降更强烈,表面破坏更严重,老化作用更剧烈。结晶度越高,HDPE缺陷也就越多,在热氧环境中越容易发生氧化,老化现象更严重。     

分子量分布对低密度聚乙烯光氧老化特性的影响

采用衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)、热重分析法(TG)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电子显微镜(SEM)和力学试验比较研究了不同分子量分布指数低密度聚乙烯(LDPE)的光氧老化特性,分析了分子量分布对LDPE化学结构、热稳定性、平均分子量、表面微观形貌和力学性能的影响规律。结果表明分子量分布越宽,LDPE不饱和度增长越剧烈,支化作用增长越显著;分子量分布越窄,羰基指数增长越快;分子量分布对于分子结构的断链行为并无影响。分子量分布指数越大,LDPE起始热分解温度和失重5%对应温度下降更快,热稳定性更容易变差,平均分子量下降更多,表面微观形貌老化现象越严重;弯曲强度和冲击强度受影响更显著,指数为6.0的LDPE老化24 d冲击强度就已丧失。分析认为,分子量越大、分布越窄表明分子链越长、短分子链越少,与氧接触而产生自由基的概率也越小,因此聚乙烯分子量分布越宽,材料越容易老化。     

基于AHP-DEA的聚乙烯热氧老化影响因素灰色关联分析

选取具有代表性的八类聚乙烯树脂,进行了64天的热氧老化试验,分析了密度、结晶度、分子量对聚乙烯热氧老化弯曲性能的影响,采用基于层次分析-数据包络法(AHP-DEA)的灰色关联分析法,以灰色关联为中心模型,以AHP-DEA为辅助模型,计算热氧老化时间、老化温度、密度、结晶度、分子量分布对聚乙烯弯曲性能的关联系数,从而定量得出不同因素对聚乙烯热氧老化特性的影响。研究结果表明:在95℃热氧老化条件下,密度越低、结晶度越高、分子量分布越宽的聚乙烯弯曲强度下降越快,且主要集中于老化初期与老化后期。不同因素与聚乙烯老化弯曲性能关联度大小顺序是:结晶度分子量分布指数密度老化温度老化时间,其中结晶度对聚乙烯老化性能的影响最大,关联度达到了2.857。结晶度越高,聚乙烯缺陷也就越多,在热氧环境中越容易发生氧化,老化现象更严重。     

茂金属中密度聚乙烯的性能及加工应用

对茂金属中密度聚乙烯(MDPE)的结构与性能进行表征,并对其挤出和吹膜加工应用进行分析.结果表明,小试聚合得到的MDPE具有较窄的相对分子质量分布、较低的支化度,且拉伸屈服强度、弯曲强度显著高于线性低密度聚乙烯(LLDPE),冲击强度特别是低温冲击强度高于高密度聚乙烯(HDPE);MDPE属于假塑性流体,在低温时容易出现不稳定流动现象,在高剪切速率下可以观察到粘度和压力的异常反转现象;可在现有加工LLDPE的设备上顺利进行挤出、吹膜加工,且得到的薄膜在纵横向具有均匀性屈服强度、撕裂强度方面优于进口高性能LLDPE产品.     

阻燃型玻纤增强PA10T复合材料的热氧老化性能

采用溴化环氧树脂对聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)进行改性,并通过熔融共混法制备阻燃型玻璃纤维(GF)增强PA10T复合材料,采用人工加速热氧老化手段,研究了热氧老化对其力学性能的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的冲击断面形貌进行观察。结果表明,随热氧老化时间增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均下降明显,分子链松弛过程减弱;老化10 d后,复合材料的弯曲弹性模量仅略有下降而储能模量达到最大值,表明在热氧老化初期PA10T分子链之间发生了微交联,但随老化时间继续增加,两者均下降明显。SEM结果表明GF与树脂基体之间界面粘接作用的强弱是影响材料热氧老化性能变化的主要因素。     

降低高性能聚乙烯生产成本的新型催化剂

韩国的三星通用化学品公司已经工业化了一种用于生产高性能聚乙烯 ,尤其是 C6- LLDPE(线性低密度聚乙烯 )和 MDPE (中密度聚乙烯 )的新型催化剂 ,其产品强度与金属陶瓷上生产的产品相当。该MDPE的抗环境应力开裂性能 ( ESCR)比金属陶瓷和齐格勒 -纳塔催化剂上生产的产品分别高     

悬浮法PEB-g-MAN/SAN共混物的热性能与耐老化性能研究

用悬浮接枝共聚法制备了乙烯-1-丁烯共聚物（PEB）与甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈共聚物的接枝共聚物（PEB-g-MAN）,并用其增韧苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）。用动态力学分析、热重分析、人工气候老化和热氧老化试验等方法研究了PEB-g-MAN/SAN共混物的热性能与耐老化性能。结果表明,PEB-g-MAN/SAN共混物的PEB组分和SAN组分的玻璃化转变温度（Tg）之差明显低于PEB弹性体与SAN树脂的Tg之差,表明PEB-g-MAN与SAN树脂具有良好的相容性;PEB-g-MAN/SAN共混物的热稳定性明显优于SAN树脂,耐气候老化黄变性能和热氧老化后缺口冲击强度保持率明显优于丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）,而热氧老化后的拉伸、弯曲强度则稍逊于ABS。     

高低温老化对碳纤维复合材料芯棒结构性能的影响

采用拉挤工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料芯棒,并对其进行高低温人工加速老化试验,以及对老化前后碳纤维复合材料芯棒的横截面、外观颜色和密度进行了测试和分析。结果表明,高低温老化使芯棒颜色加深,主要对芯棒的外层产生一定的影响,内部结构没有明显变化;老化后芯棒的密度比老化前减小约2.5%,并且不同老化周期对芯棒的密度基本不变。     

三维角联锁复合材料弯曲性能的热老化特征

研究了三维角联锁碳纤维复合材料未老化及90℃、110℃、180℃老化16 d的弯曲力学性能。对比三维角联锁复合材料弯曲-挠度曲线、破坏形态及SEM纤维特征,分析老化温度对复合材料弯曲性能的影响。通过环氧树脂DSC分析、红外光谱分析说明老化温度对树脂热学性质、后固化现象及分子结构变化的影响。结果表明:环氧树脂老化过程存在后固化和热降解两种竞争机制,90℃老化16 d的复合材料后固化作用突出,与未老化复合材料相比其弯曲强度增大;110℃老化16 d的复合材料热降解作用占优势,材料起始破坏弯曲强度略有下降;上述两者弯曲模量基本不变,而180℃老化16 d的复合材料热降解剧烈,树脂与纤维之间严重脱粘,材料弯曲强度明显下降,弯曲模量减小。     

Studies on the curing behavior,thermal, and mechanical properties of epoxy resin-co-amine-functionalized lead phthalocyanine

A high performance copolymer was prepared by using epoxy (EP) resin as matrix and 3,10,17,24-tetra-aminoethoxy lead phthalocyanine (APbPc) as additive with dicyandiamide as curing agent. Fourier-transform infrared spectroscopy, dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetric analysis (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA) were used to study the curing behavior, curing kinetics, dynamic mechanical properties, impact and tensile strength, and thermal stability of EP/APbPc blends. The experimental results show that APbPc, as a synergistic curing agent, can effectively reduce the curing temperature of epoxy resin. The curing kinetics of the copolymer was investigated by non-isothermal DSC to determine kinetic data and measurement of the activation energy. DMA, impact, and tensile strength tests proved that phthalocyanine can significantly improve the toughness and stiffness of epoxy resin. Highest values were seen on the 20 wt% loading of APbPc in the copolymers, energy storage modulus, and impact strength increased respectively 388.46 MPa and 3.6 kJ/m², T_g decreased 19.46°C. TGA curves indicated that the cured copolymers also exhibit excellent thermal properties.     

Phase Stability and Mechanical Properties of Zirconia and Zirconia Composites

Monolithic zirconia materials (3Y‐TZP, 10Ce‐TZP, and 12Ce‐TZP) and their composites with 30 vol% alumina were produced. Low‐temperature aging degradation (LTAD) and mechanical properties of materials were investigated. For assessment of phase stability in the materials, aging experiments were performed in water at 90°C for 32, 64, and 128 days. The aging phenomenon was characterized and monitored using X‐Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Four‐point bending was used to determine the flexural strength of materials before and after aging treatment in water at 90°C for 2, 4, and 6 months. The aging experiments resulted in different phase transformation rates for the materials studied. The 12Ce‐TZP containing materials showed the highest resistance to low‐temperature aging and 3Y‐TZP containing materials showed the highest bending strength. When compared, no change in flexural strength was observed between the materials not exposed to aging and the aged materials.     

EVAC/ADP/MPP复合材料的抗老化性能

在乙烯–乙酸乙烯共聚物(EVAC)/二乙基次膦酸铝(ADP)/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复合材料中加入紫外线吸收剂UV–531和抗氧剂1010,并对其进行老化性能研究,主要研究了"双85"湿热老化以及紫外老化对其力学性能以及热稳定性的影响。研究结果表明,经过"双85"湿热老化后,EVAC/ADP/MPP复合材料的拉伸强度和断裂伸长率都呈现出先上升后下降的趋势。经过紫外老化试验的EVAC/ADP/MPP复合材料的拉伸强度和断裂伸长率却都呈现出不断下降的趋势。通过红外光谱研究发现,EVAC/ADP/MPP在"双85"湿热老化试验时老化降解在乙烯和乙酸乙烯链段同时进行,而在紫外老化试验中老化降解主要发生在乙烯链段;热失重以及差示扫描量热分析发现,经过长时间的湿热以及紫外老化试验之后EVAC/ADP/MPP复合材料的热稳定性变差、残炭量变少。     

基于热失重法的热塑性聚氨酯热氧老化特性分析及其降解动力学模型

采用热塑性聚氨酯（TPU）在40℃、50℃、60℃、70℃下进行人工加速热老化,利用热失重分析法（TG）对TPU热降解过程进行分析,探讨了TPU在老化过程中的热失重特性及其热降解动力学模型。测试结果表明,TPu热失重过程可分为硬段和软段热裂解两个阶段;硬段和软段各自最快热降解速率随老化温度和时间的增加没有明显变化。然而,通过对TPU热失重5％时对应的温度进行分析,得出该温度随着热氧老化时间的延长而逐渐下降,说明TPu的热稳定性随老化时间的延长而逐渐降低。采用Coats—Redfern方法对TPU的热降解动力学进行研究,结果表明,TPU的热降解符合0级反应动力学方程。     

Study on the Thermal Stabilization Effect of Polyamide on Polyoxymethylene

The thermal stabilization effect of polyamide (PA) on polyoxymethylene (POM) was studied by the isothermal weight loss analysis and thermogravimetric analysis (TGA), which shows that with the increase of PA content, the thermal weight loss and degradation rate decrease, the characteristic thermal degradation temperatures increase, and the thermal stability of POM can be improved remarkably. The nonisothermal degradation kinetics evaluated from TGA by the Coats-Redfern method shows that the PA-modified POM has higher activation energy than the virgin POM. The yellow index (YI), the melt index (MI), and the mechanical property measurements for both the virgin and the modified POM by multiple-processing further demonstrate that the PA applied in this study shows remarkable thermal stabilization effect on POM.     

纳米氧化锌填充PBS复合材料性能的研究

采用硅烷偶联剂(KH-550)对纳米氧化锌进行了表面改性,通过熔融共混法制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/纳米氧化锌复合材料,利用扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪等对复合材料的力学性能、热性能和非等温结晶性能进行了研究分析,并通过Ozawa-Flynn-Wall方法分析了复合材料的热降解行为。结果表明,纳米氧化锌能提高PBS的拉伸强度和弯曲强度,但降低了其冲击强度;改性后的纳米氧化锌可以提高其与PBS的界面相容性,并提高其在PBS基体中的分散性能,不同程度地提高了复合材料的力学性能;纳米氧化锌提高了PBS的结晶速率,降低了其热解反应活化能。