化学交联超高分子量聚乙烯的结晶行为与力学性能分析

研究了硅烷交联和过氧化物交联对超高分子量聚乙烯结晶结构及力学性能的影响。DSC分析表明,超高分子量聚乙烯接枝硅烷后熔融热焓、结晶度稍有提高,但其熔点有所下降,熔限变窄,说明其晶体减小;而水解交联反应会造成热焓、结晶度下降,熔融起始温度提高很大。结果表明,当硅烷水解交联反应温度高于起始熔融温度时,较高的水解交联温度会造成一些不完善晶区熔融消失从而降低结晶度。热变形温度、维卡软化点及高温拉伸强度的测试说明,由于结晶度及结晶结构的改变,交联超高分子量聚乙烯的杨氏模量降低,硅烷交联提高了超高分子量聚乙烯的高温拉伸强度。     

交联聚乙烯绝缘料用基础树脂的性能研究

利用拉伸试验、红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法、流变表征等方法测试了交联聚乙烯绝缘料用基础树脂的性能,并研究了制备硅烷交联和过氧化物交联聚乙烯绝缘料的基础树脂组成。结果表明,交联聚乙烯绝缘料用LDPE树脂的基本性能:MFR为2.0g/10 min,密度为0.920g/cm3,熔点为107℃左右,拉伸强度大于12MPa,断裂伸长率大于580%,介电常数小于2.3,相对支化度2.34左右。硅烷交联聚乙烯绝缘料宜用LLDPE和LDPE的共混物做基础树脂,而过氧化物交联聚乙烯绝缘料的基础树脂用LDPE即可。     

硅烷交联高密度聚乙烯的研究

采用了两步法研究硅烷交联聚乙烯,通过实验研究了交联剂对硅烷交联聚乙烯拉伸强度、断裂伸长率及凝胶含量的影响及催化剂对交联反应速度的影响,同时对硅烷交联反应机理进行了探讨。     

硅烷交联EVA改性LLDPE材料

以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,乙烯基三甲氧基硅烷(A171)为交联剂和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,采用两步法制备硅烷交联线型低密度聚乙烯(LLDPE),并添加适量的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)对产品进行改性。探究了温度、引发剂的用量、交联剂的用量对体系的接枝率、交联度、耐热性能和力学性能的影响。结果表明:在其他条件不变的情况下,在110~130℃范围内提高温度,可使凝胶率、维卡软化温度、拉伸强度先升高后降低,断裂伸长率降低;增加BPO的用量可以使凝胶率、维卡软化温度升高,断裂伸长率减小,拉伸强度先增大后减小;增加硅烷的用量可以使凝胶率、维卡软化温度、拉伸强度和断裂伸长率都升高。     

TAIC对自然交联聚乙烯性能的影响

以三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为自然交联聚乙烯外部供水剂,确定了TAIC的最佳添加量,研究了不同交联时间下自然交联聚乙烯的结构与性能。结果表明:添加5份TAIC的自然交联聚乙烯,随着交联时间的延长,交联结构逐渐完善。在第六天之后性能趋于稳定,凝胶含量为63%、热延伸率为70%、冷却后永久变形率为4%、拉伸强度为23.5 MPa、断裂伸长率为650%,满足国家标准。结果表明:6天后的交联聚乙烯试样平衡转矩趋于稳定,间接反映出聚乙烯交联度随交联时间的变化情况;DSC实验表明交联对聚乙烯热性能有一定的影响,导致聚乙烯结晶变得更加困难。     

硅烷交联PVC的制备及性能

采用索氏抽提器抽提法以四氢呋喃为溶剂研究了硅烷种类、用量、交联温度、交联时间对PVC交联度的影响：对制备的交联PVC的力学性能进行了研究。结果表明,在交联时间、温度及用量相同的条件下,3-（2-氨乙基）-氨丙基三甲氧基硅烷（硅烷A）的交联度最大;随硅烷用量增加交联度提高,达到1．5份后变化上升缓慢;较佳的交联工艺条件为90℃,4h,材料的拉伸强度随着交联度的增加而增大,断裂伸长率降低。     

EVA改性硅烷交联聚乙烯绝缘料

使用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)对硅烷交联聚乙烯电力电缆绝缘料进行了改性。结果表明,EVA对绝缘料的熔体流动速率(MFR)、介电强度、热延伸性能影响较小,使其介电常数、热稳定性提高,体积电阻率、结晶度、交联度、拉伸强度下降。EVA的添加量在10phr之内,绝缘料的MFR、介电强度、热延伸性能、断裂伸长率、体积电阻率、交联度满足技术指标要求;EVA的添加量超过6phr时,绝缘料的拉伸强度和介电常数不能满足要求。     

硅烷交联高密度聚乙烯结构和性能研究

运用扫描电子显微镜对硅烷交联高密度聚乙烯腐蚀表面和低温脆断断面进行研究，合理地说明了交联后的聚乙烯聚集态结构发生了变化，形成了三维网络结构。通过拉力实验机、DSC等检测手段，研究了凝胶含量对硅烷交联聚乙烯的密度、结晶性能、力学性能和热性能的影响，并从微观结构上对上述性能的变化作了解释。     

硅烷交联聚烯烃弹性体的改性研究

通过硅烷交联方法对聚烯烃弹性体（POE）进行了改性研究；重点研究了交联时间、过氧化物引发剂（ISK2P）和乙烯基一三甲氧基硅烷用量对交联POE的凝胶率、拉伸强度和断裂伸长率的影响，借助红外光谱、热失重等手段对硅烷交联POE进行了表征。结果表明，交联时间、硅烷和ISK2P引发剂用量对POE的交联改性起着很大作用，当交联时间在6h，硅烷用量在1．2％（质量），ISK2P用量在0．1％-0．15％时，POE交联效果较佳，凝胶率比较理想，拉伸强度达到了最大28．4MPa，且热稳定性得到了显著提高。     

硅烷接枝交联HDPE／LLDPE共混物性能研究

采用引发剂过氧化二异丙苯（DCP）、硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（VTEOS）和催化剂二月桂酸二丁基锡（DBTL）,通过双螺杆挤出机对高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）的共混物进行硅烷接枝交联反应。通过力学测试和DSC研究产物不同凝胶含量对其性能影响。研究表明硅烷交联聚乙烯的拉伸和冲击强度随交联度的增大而提高,但产物结晶度和熔点有所下降,同时结晶均匀性变差。     

红外光谱法定量研究硅烷自然交联聚乙烯的结构演变

为了利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)定量分析硅烷自然交联聚乙烯分子结构的演变,提出了一种通过热压成型制备FTIR测试用薄膜试样的方法,采用热延伸装置和索氏提取法及FTIR对一步法硅烷自然交联聚乙烯的交联结构和性能进行了分析和考察。结果表明,采用的薄膜试样制备方法操作简单,效果明显;一步法硅烷自然交联聚乙烯在湿度75%以上、温度1~15℃的自然条件下交联4 d后其热延伸率、永久变形率以及凝胶率等性能均可满足JB/T 10437–2004的相关要求;相应的FTIR谱图中Si—O—Si基团对应1 080 cm-1处的峰强度在交联第4天时为0.27,可作为快速判断一步法硅烷自然交联聚乙烯交联性能是否达标的一种参考方法。     

同质异构交联法对再生聚乙烯的改性研究

通过硅烷交联法制备了交联聚乙烯（PE）,并将其加入到水选废旧塑料薄膜再生PE颗粒中进行改性研究。通过扫描电子显微镜（SEM）对再生料冲击样条的断口进行观察,研究了交联料用量对再生PE的力学性能和加工流动性的影响;用差示扫描量热法（DSC）和X射线衍射法(XRD)研究了当交联料添加量为15份时,再生料结晶性能与交联度的关系。结果表明,添加了交联料的再生料的聚集态结构发生了变化,形成了“同质异构分散结构”,该结构会使再生料的拉伸强度和冲击强度大幅提升,而断裂伸长率和熔体流动速率则有一定程度的下降;当交联料的添加量为15份时,材料具有最佳的综合性能,且当添加量为15份、交联度为33.5 %时,再生料的结晶性能最好。     

交联增塑对聚乳酸性能的影响

采用过氧化物交联及添加10％的邻苯二甲酸二辛酯（DOP）对聚乳酸（PLA）进行改性；通过拉伸测试、DSC、DMA、TGA、毛细管流变等分析，研究了交联及DOP对PLA的力学性能、热性能以及流变性能的影响。结果表明：交联后PLA的拉伸强度提高，结晶度下降，耐热性能和热稳定性得到改善，但熔体表观黏度上升，加工性能下降；在交联PLA中添加10％的DOP后，熔体表观黏度下降，加工性能改善，结晶度以及拉伸断裂伸长率显著提高，同时DOP对交联PLA的耐热性能及热稳定性影响较小。     

硅烷交联LLDPE及其摩擦磨损性能研究

将自制硅烷接枝母粒和催化母粒按照一定比例熔融共混,通过水煮工艺制备硅烷交联LLDPE。考察了催化母粒用量、交联温度、交联时间对交联LLDPE凝胶含量、力学性能、摩擦磨损性能的影响,并采用扫描电镜表征了试样摩擦表面形貌,探讨了其磨损机理。结果表明:在催化母粒用量10%、水煮温度70℃、交联时间9 h时,试样的凝胶含量达到最大值73.0%,相应的拉伸强度为23.3 MPa。交联LLDPE的磨耗量由纯LLDPE的25.3 g/kg降至0.5 g/kg,摩擦系数由0.62增大到0.70,耐磨损性能显著提高。     

聚氨酯预聚物改性聚酚氧的力学性能

为提高聚酚氧的力学性能和热性能,以甲苯二异氰酸酯(TDI)封端的聚氨酯聚酯多元醇预聚物作交联剂,通过静态浇铸法对聚酚氧进行交联改性,研究了交联时间、交联温度、异氰酸酯指数(I)等工艺条件对材料力学性能和耐热性能的影响.应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)和材料拉伸实验机对交联产物进行了表征和测试.实验结果显示:最佳交联温度为100℃,合适的交联时间0.5～2 h.在此条件下,I为0.04时,拉伸强度最大可达71.8 MPa,断裂伸长率为6.3%;I为0.16时,拉伸强度最大为63 MPa,断裂伸长率为325%.当异氰酸酯指数为0.20时,玻璃化转变温度(Tg)最高为162℃.结果表明异氰酸酯指数对交联产物的性能起决定作用,I为0.16或0.2时,改性聚酚氧的综合性能最好.     

硅烷交联高密度聚乙烯的正交实验研究

研究了硅烷交联聚乙烯的整个反应过程,以HDPE、过氧化物和不饱和硅烷为基本原料,首先通过挤出熔融法将不饱和硅烷接枝到聚乙烯链上,然后将接枝物进行水解交联反应制得交联产品。通过实验研究了引发剂、硅烷、催化剂对拉伸强度的影响。在工艺条件得到优化的情况下,应用三因素四变量正交设计确定了最佳配方。引发剂、硅烷、催化剂的用量分别为 1phr、1.4phr、0.6phr。讨论了交联温度、交联时间对拉伸强度以及交联时间对凝胶率和维卡软化点的影响     

硅烷交联HDPE配方的二次正交回归设计（续后）

采用两步法研制了硅烷交联高密度聚乙烯(HDPE)。利用二次正交回归设计探讨了交联温度、交联时间等5个因素对硅烷交联HDPE的拉伸强度、断裂伸长率及凝胶含量的影响,并对所得的回归方程进行了最优化,找出了各单项性能最优和综合性能最佳时所对应的参变量值,并通过实验进行了验证。     

硅烷接枝温水交联天然橡胶的研究

以多功能乙烯基硅烷为接枝单体,过氧化苯甲酰为引发剂,通过熔融混炼接枝和温水交联分别制备了硅烷接枝天然橡胶和交联硅烷接枝天然橡胶。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜分别对硅烷接枝天然橡胶和交联硅烷接枝天然橡胶进行了表征,并研究了接枝单体及引发剂的用量、接枝和交联工艺（温度和时间）等对交联硅烷接枝天然橡胶凝胶含量的影响,同时研究了不同凝胶含量对交联硅烷接枝天然橡胶力学性能的影响。结果表明,天然橡胶发生了硅烷接枝和交联反应;随着接枝单体及引发剂用量、混炼时间和温度以及交联温度和时间的增加,交联硅烷接枝天然橡胶的凝胶含量单调增加;交联硅烷接枝天然橡胶的力学性能随着凝胶含量的增加而明显得到改善,凝胶含量为80%的交联硅烷接枝天然橡胶的拉伸强度比纯天然橡胶提高了30%,断裂伸长率提高了8.5倍。     

硅烷接枝聚乙烯水解交联反应的研究

本文研究了硅烷接枝聚乙烯的水解交联反应.所得交联产物是以LDPE、过氧化物和不饱和硅烷为基本原料,首先通过挤出熔融法将不饱和硅烷接枝到聚乙烯分子链上,然后将接枝物进行水解交联反应制得.通过实验,研究了接枝率、水解时间、水解温度、交联促进剂、试样厚度对交联度的影响.当接枝率(用吸光度比表示)在0.5以内时,接枝物在100℃水乳液中水解交联可得到凝胶量(表示交联度)在80%以下的任何产物;凝胶含量在水解初期随时间的增长而增加,当水解反应进行3h后,凝胶含量不再有明显增加;交联反应速度在高温下比在低温下快,水温控制在60～80℃为宜;本交联反应以丁基锡为促进剂,它起到了良好的交联促进作用;试样厚度对交联速度有一定的影响,要达到相同的凝胶含量,厚制品比薄制品需要更长的水解反应时间.     

紫外光交联对低烟无卤阻燃电缆绝缘材料性能的影响

研究了紫外光交联对低烟无卤阻燃电缆绝缘材料的热延伸、力学性能及阻燃性能的影响,并利用热失重分析仪研究了绝缘材料的热稳定性及老化性能。结果表明,随着紫外光辐照时间的延长,绝缘材料的热延伸率逐渐减小,交联后绝缘材料的力学性能、耐热性、阻燃性能及电性能明显提高;紫外光交联后,绝缘材料的拉伸强度由交联前的10.0 MPa增加到13.0 MPa;通过158℃热老化实验,绝缘材料的拉伸强度和断裂伸长率的保留率均大于90%;极限氧指数也由33.5%增大到35.0%;体积电阻率由交联前的7.8×1012Ω·m提高到1.1×1013Ω·m;介电强度由33.0 MV/m提高到36.0 MV/m。