高温内压环境下聚乙烯燃气管道老化性能评价研究

将一批聚乙烯燃气管道试样置于80 ℃、1.1 MPa水浴环境下进行老化试验，老化时间分别为0、165、500、1 000 h，并通过差示扫描量热法（DSC）、热失重分析（TG）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）和拉伸试验分别测试各老化试样对应的氧化诱导时间（等温OIT）、热分解温度（T_s）、官能团组成和断裂伸长率（ε），模拟分析高温内压环境下聚乙烯管道的老化性能变化规律。DSC、TG和拉伸试验结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管道的等温OIT、T_s和ε都逐渐降低，老化程度逐渐增加，并且管内壁的老化速率明显大于外壁；FTIR结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管材料的官能团谱图中1 720 cm^-1和3 400 cm^-1处分别出现了C=O和O—H的振荡峰，进一步证实了聚乙烯管材料分子链中引入了氧化反应产物。     

基于塑料凸轮用尼龙66老化研究及使用寿命预测

采用加速热老化方法,研究了塑料凸轮尼龙66(PA66)的热老化状态和老化机理,通过热重分析(TGA)方法建立了热寿命方程,进行了寿命预测。结果表明:硬度随老化时间的增加逐渐变大,在相同老化时间下,温度越高,硬度值越大;随着老化时间的增加,材料的最大分解温度和失重5%时温度逐渐下降,在相同老化时间下,热老化温度越高,材料的最大分解温度和失重5%时温度降得越快;红外光谱分析表明,随着老化时间的增加,特征峰会发生改变,羧基、羟基和羰基指数随温度升高有增大的趋势;采用TGA热重测试方法,以失重5%时的温度预测材料的使用寿命,得到在30℃、35℃、40℃温度下的使用寿命时间分别为19.81年、12.77年和8.35年。     

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。     

Zonyl MP1500聚四氟乙烯微粉在氟橡胶中的应用研究

研究了Zonyl MP1500聚四氟乙烯（PTFE）微粉对氟橡胶（FKM）物理机械性能、耐低温性能、耐磨性能以及热稳定性能的影响。使用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）技术,分别研究了FKM及FKM／PTFE微粉体系的玻璃化转变、晶体转变及热失重变化;利用动态机械热分析仪（DMTA）和扫描电子显微镜（SEM）技术,研究了FKM／PTFE／SRF774体系的界面结合力及PTFE微粉的分散情况。结果表明：用PTFE微粉取代部分SRF774炭黑,体系拉伸强度．拉断仲长率及撕裂强度等机械性能大幅提高,同时体系耐磨性能提高,但压缩永久变形性能有所降低,脆性温度大幅改善．低温回弹性变差,热稳定性有所降低;FKM／PTFE体系在452℃出现FKM最大热解失重峰。在551℃出现PTFE最大热解失重峰。     

PP/MWCNTs复合材料的热降解及热寿命研究

利用热重法研究了聚丙烯/多壁碳纳米管（PP/MWCNTs）复合材料的热降解过程,采用Achar法、Coats-Redfern法研究其热降解机理,并用Kissinger法求得动力学参数及热寿命方程。结果显示：复合材料的TG曲线均表现为一个失重阶段,MWCNTs含量为1.5 %时起始失重温度和最大热失重速率温度达到最大,PP热稳定性提高。该复合材料的热降解机理为一级扩散反应。添加MWCNTs后,复合材料的热寿命显著提高,同一温度下,随着MWCNTs含量的增加,复合材料的热寿命先增大后减小,在含量为1.5 %达到最大,利用Kissinger法求解材料的热寿命方法可靠。     

聚乙烯醇缩甲醛/二氧化硅复合泡沫材料的制备及热性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶凝胶法,对聚乙烯醇缩甲醛（PVF）泡沫材料进行改性,制备了PVF/二氧化硅复合泡沫材料,探讨了TEOS用量对材料性能的影响,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热失重分析法（TG）对材料进行了分析。结果表明,二氧化硅含量为15 %时,材料的初始热分解温度为322.5 ℃,比改性前提高了约94 ℃,TEOS的加入明显改善了PVF泡沫材料的拉伸强度和耐热性。     

高密度聚乙烯管材光氧老化性能及寿命预测

采用荧光紫外灯人工加速老化方法模拟自然太阳光对高密度聚乙烯（PE?HD）管材和热熔接头的光氧老化,在不同温度下（50、60、70 ℃）,使用UVA?340型标准荧光紫外灯管在光照和冷凝2种循环模式下模拟老化,并利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对老化后的管材和接头试样进行了分析表征,通过差示扫描量热仪（DSC）测量了管材和接头的氧化诱导时间（OIT）。结果表明,随着老化时间的延长,接头的烯烃和羰基吸收峰强度高于管材,光氧老化程度加剧;随着温度和老化时间的增长,管材和接头的OIT不断降低,在同等条件下,管材的OIT高于接头;基于动力学曲线线性化方法拟合OIT和自然太阳光与荧光紫外灯辐照量关系,提出的PE?HD管材管件自然光老化的寿命预测模型显示,常温下暴露在自然环境下的接头的寿命比管材缩短了33.76 %。     

添加不同改性氧化石墨烯无石棉垫片的贮存寿命评估

为准确、快速地预测无石棉垫片的贮存寿命，采用热空气加速老化试验的方法对无石棉垫片的老化性能进行研究。以压缩性能作为评价指标，结合Arrhenius模型，建立无石棉垫片的热氧老化寿命预测模型，利用该模型预测无石棉垫片的贮存寿命。分别针对不添加氧化石墨烯的垫片和添加几种不同改性方法的氧化石墨烯的垫片进行研究，结合扫描电镜（SEM）对机理进行分析。结果表明：空气和温度对无石棉垫片的压缩性能产生较大的影响；随着老化温度的升高，压缩率逐渐降低更快；氧化石墨烯的添加有利于提高无石棉垫片的贮存寿命，添加经过KH550改性的GO效果最明显。     

聚乙烯醇/天然橡胶共混物的制备及其性能研究

利用环氧化天然胶乳作为界面改性剂,采用胶乳共混法将聚乙烯醇（PVA）溶液同天然胶乳进行混溶,制备了PVA/天然橡胶（NR）的共混物,通过电子万能材料试验机、动态热机械分析仪、热老化箱和臭氧老化箱,研究了共混物力学性能、玻璃化转变温度、老化性能以及耐溶剂抽出性。结果表明,PVA的加入明显提高了NR的撕裂强度和硬度,而共混物的拉伸强度和断裂伸长率随着PVA含量的增加都出现下降的趋势;随着PVA含量的增加,NR的玻璃化转变温度呈现先增加后降低的趋势;随着PVA含量增加,共混物各试样对乙醇的耐抽出能力相差不大,对水的耐抽出能力逐步变弱。热空气老化对材料的力学性能影响明显,而臭氧老化由于时间较短,对材料的力学性能影响不明显。老化实验对材料的性能变化率影响显著。     

聚酰亚胺热老化寿命的一种估算方法

以化学反应动力学原理为基础,利用热重分析法作为实验手段,通过线性模拟得出聚酰亚胺（PI）的寿命线性方程。克服了热老化寿命常规法试验时间长、所需试样量大、试验温度高的缺点。得出的理论结果和实际相仿,表明Coats-Redfern方法可以行之有效的估算高级工程材料PI的热老化寿命。     

过负荷故障聚氯乙烯铜导线绝缘材料热解行为变化研究

以发生过负荷故障的聚氯乙烯（PVC）铜导线为研究对象，使用热重⁃红外光谱联用仪（TG⁃FTIR）对比分析了过负荷与未过负荷铜导线绝缘材料的热解特性差异；采用Flynn⁃Wall⁃Ozawa（FWO）法对绝缘材料的活化能进行求解，并结合红外光谱分析绝缘材料热解逸出气体种类，探究过负荷故障对铜导线绝缘材料热解特性的影响。结果表明，过负荷铜导线绝缘材料发生氧化热解放热的起始温度（408 ℃）低于未发生过负荷故障的铜导线（424 ℃），且发生氧化放热反应所需活化能（142.18 kJ/mol）远低于未发生过负荷铜导线（231.54 kJ/mol），表明过负荷故障会导致铜导线PVC绝缘材料更易发生氧化放热反应；过负荷故障会导致铜导线发生较为完全的脱HCl反应，致使故障导线起火燃烧后产生的腐蚀性HCl气体明显减少，同时其氧化放热反应温度变化范围较窄。     

新型硅硼磷阻燃剂的合成以及在防火涂料中的应用

以9,10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物（DOPO）、二甲氧基甲基乙烯基硅氧烷（DTTLL）和硼酸［B（OH）₃］合成了一种分子结构中含有硅硼磷的阻燃剂（SiBP）。分别用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和氢核磁共振光谱仪（¹H⁃NMR）表征了SiBP 的化学结构。用热失重分析仪（TG）表征了SiBP的热稳定性,在氮气氛围下SiBP的起始分解温度为110 ℃,并且在氮气气氛下800 ℃的残炭率高达40 %。以硅丙乳液为基体,通过加入多聚磷酸铵（APP）为协效阻燃剂,SiBP为主阻燃剂,双季戊四醇（Di⁃PE）,三聚氰胺（MEL）,无机填料硅微粉进行复配制备一种防火涂料。利用极限氧指数测定仪（LOI）,UL 94垂直燃烧测试、TG、大木板燃烧实验对其防火性能进行详细的表征和分析,利用扫描电子显微镜观察炭层燃烧后的微观和宏观形貌。通过压缩性能测试仪、电子万能试验机对炭层强度和涂料剥离强度进行表征。结果表明,当APP为10份（质量份,下同）、SiBP为20份、Di⁃PE为4份、MEL为8份、硅微粉为25份时,极限氧指数提高到29.2 %,UL 94达到V⁃0级,残炭率为38.5 %,剥离强度提高到0.325 kN/m,炭层压缩强度增加到1.4 MP,亲水性增加。     

中长碳链氯化石蜡在聚氯乙烯制品中的应用及性能研究

在以邻苯二甲酸二（2⁃乙基己）酯（DEHP）为增塑剂的聚氯乙烯（PVC）制片中复配中长碳链氯化石蜡（氯化石蜡⁃52,CP⁃52）,研究复配氯化石蜡前后PVC制片的性能变化。利用热失重分析仪研究复配前后PVC制片的热稳定性变化;利用伺服控制拉力试验机研究复配前后PVC制片力学性能的变化;最后分析复配前后PVC制片中增塑体系的耐迁移情况。结果表明,在DEHP中复配CP⁃52后,可以提高PVC试片的热稳定性,起始分解温度T_i从251.6 ℃（0⁃CP⁃52/DEHP）最高提高到259.0 ℃（40⁃CP⁃52/DEHP）,提高了7.4 ℃。氯化石蜡的添加也有助于提高PVC的耐老化性。另外,断裂伸长率和拉伸强度都有很大提升,复配比例为30 %时,PVC试片的断裂伸长率和拉伸强度分别提高至原来的4.7倍和4倍。耐抽出和耐挥发性能以及在食品模拟液中的耐迁移性都有所提高。复配CP⁃52后可降低PVC制品的成本,为PVC制品提供低成本高性能的配方。     

PET开孔泡沫的制备及其吸油性能研究

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）添加量、发泡温度和压力降对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）开孔泡沫形成的影响。研究发现,当发泡温度为216℃,PMDA添加量为0.6份,压力降较高时,可以制备发泡倍率35倍、开孔率96.3%的PET开孔泡沫。将聚四氟乙烯（PTFE）和有机改性蒙脱土（MMT）引入PET开孔泡沫的制备,研究发现PTFE和MMT具有异相成核作用,减小了泡孔尺寸,拓宽了PET开孔发泡窗口温度,在（222～228℃）较宽的发泡温度窗口范围内成功制备了泡孔尺寸更小（10～100μm）、发泡倍率高达40倍的PET开孔泡沫。开孔泡沫可吸收汽油、柴油、煤油、轻质原油和重质原油等各种石油产品,本文对高开孔率开孔泡沫的吸油性能进行了研究,其吸收能力约为8～30 g/g。     

硫酸钙晶须改性聚乙烯/聚酰胺6复合材料的热性能与力学性能研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对硫酸钙晶须（CSW）进行化学改性制备GMA接枝的CSW （G⁃CSW）,通过红外光谱分析仪（FTIR）和热失重分析仪（TG）对G⁃CSW的化学结构和GMA负载量进行表征;将改性前后的硫酸钙晶须和高密度聚乙烯（PE⁃HD）和聚酰胺6（PA6）熔融共混以制备PE⁃HD/PA6/CSW复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、TG和万能试验机对复合材料进行分析。结果显示,具有桥接结构的PE⁃HD/PA6/G⁃CSW复合材料有更好的结晶性能、热稳定性和力学性能;由于CSW的长度大于PA6的直径,CSW在复合材料中穿过PA6相并插入PE⁃HD相中,形成桥接结构;G⁃CSW在复合材料结晶过程中有异相成核作用,有助于PA6的结晶过程,提高结晶度。     

利用废弃PET酯交换法合成PBAT的研究

以废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）矿泉水瓶为原料,采用酯交换法获得聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）预聚体,再与聚己二酸丁二醇酯（PBA）共聚获得聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯（PBAT）产物,通过核磁共振光谱仪、红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热分析仪和万能试验机等对PBAT产物的结构和性能进行了分析表征。结果表明,PBAT产物的热稳定性良好,300 ℃以内不会热分解;PBAT产物的水接触角是78.54°,是一种亲水材料;PBAT产物的断裂伸长率达到900 %以上,具备进一步应用推广的可能性。     

磷化瓜尔胶与APP协同阻燃PLA的性能研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐（THPA）对瓜尔胶（GG）进行改性得到磷化瓜尔胶（DTGG）,并通过核磁共振和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征。以DTGG为碳源,聚磷酸铵（APP）为酸源和气源对聚乳酸（PLA）进行阻燃改性。通过垂直燃烧（UL 94）、极限氧指数（LOI）和锥形量热仪（CONE）对PLA共混物的阻燃性能进行测试。采用热失重分析（TG）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）对其热性能和形貌进行表征。结果表明,当DTGG/APP的质量比为9/11时,LOI值为33.4%,达到UL 94 V-0等级。同时,样品的总热释放（THR）值最低,与纯PLA相比降低了33.8%。从FESEM观察到阻燃剂在PLA基质中分布均匀。DTGG和APP的协同作用有效地增强了PLA共混物的阻燃性能。最后讨论了DTGG和APP对PLA共混物的协同阻燃作用机制。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS⁃Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15 %ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15 %ACH,PLA/15 %ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5 %,且UL 94达到V⁃0级;相较于纯PLA,PLA/15 %ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5 %和22.0 %,残炭量提高了12.5 %;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。     

非硫化型氯化聚乙烯(CPE)防水卷材耐热老化性能研究及寿命估算

为了研究阻燃增塑剂氯化石蜡、增强剂炭黑N330、轻质氧化镁对CPE防水卷材热老化性能的影响规律,对老化前后的试样进行拉伸、热重分析(TGA)和红外光谱分析等测试,并运用非等温动态热重分析法对最优配方的防水卷材进行寿命估算.结果表明:增塑剂迁移是CPE防水卷材热老化的主要因素,氯化石蜡的最佳用量是15份;轻质氧化镁在非硫...     

耐低温慢回弹聚氨酯海绵材料制备及性能研究

以氯铂酸溶液为催化剂,将烯丙氧基聚氧乙烯醚（APEG）和聚甲基氢硅氧烷（PMHS）进行硅氢加成反应合成有机硅改性聚醚（Si-APEG）,并以其作为耐低温剂,制备耐低温慢回弹聚氨酯（PU）海绵。研究了Si-APEG添加量对海绵表观芯密度、开孔率、拉伸性能、硬度、回弹性能以及温湿度敏感指数的影响。结果表明,当Si-APEG添加量为10份时海绵的泡孔结构较理想,综合力学性能最优,回弹性能最低,同时其温湿度敏感指数低至1.01,硬度在-10℃低温下仍可低至53度,因此该添加量下海绵的综合性能最优。