高密度聚乙烯的过氧化物交联行为及结晶行为研究

采用过氧化物交联法分析了高密度聚乙烯（PE-HD）的交联行为,研究了过氧化二异丙苯（DCP）含量对PE-HD凝胶含量的影响,确定了最佳交联条件;采用差示扫描量热法和广角X射线衍射等测试技术研究了不同DCP含量对PE-HD结晶行为的影响。结果表明,随着DCP用量的增加,PE-HD的凝胶含量逐渐增加,当DCP用量高于1.5 %(质量分数,下同)时,凝胶含量增加缓慢,用量达到3.0 %时,凝胶含量可以达到73.9 %;当交联温度为170 ℃、交联时间为30 min时,DCP可完全分解,交联反应充分;随着DCP含量的增加,PE-HD的熔融温度、结晶温度及结晶度均呈下降趋势,晶粒尺寸变小,晶型未发生改变。     

过氧化物交联改性PE-HD/EVA防水材料的研究

用过氧化二异丙苯（DCP）交联法改善高密度聚乙烯/乙烯醋酸乙烯共聚物（PE-HD/EVA）防水材料的尺寸稳定性,研究了交联剂用量对PE-HD/EVA片材热稳定性和力学性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、索氏提取交联度测试法等对片材进行了分析,研究了片材力学性能的影响因素。结果表明,随着交联度的增大,片材的软化温度和结晶度逐渐降低,晶体结构基本不变,晶粒尺寸减小, 拉伸强度提高;当DCP用量为1.2 %（质量分数,下同）时,片材的拉伸强度达到了最大值,其断裂伸长率比未交联片材降低了77 %,尺寸稳定性得到明显改善;交联改性对于PE-HD/EVA解决防水材料尺寸稳定性差等问题具有一定的指导意义。     

过氧化二异丙苯(DCP)交联聚乙烯的非等温结晶动力学研究

采用扩散的方法,在低于PE熔点的温度下,使过氧化二异丙苯(DCP)均匀扩散进入PE切片内部,并在180°C交联0.5 h得到交联PE。通过DSC测试对其结晶行为及其非等温结晶动力学进行了研究,研究表明,DCP交联对PE的结晶行为影响较大,与纯PE相比,在DCP用量较低时,交联PE的结晶峰向低温方向移动,结晶温度随着DCP用量的增加而降低,但继续增加DCP的用量,结晶温度反而会增加;纯PE及交联PE的结晶温度Avrami指数n介于3.2~4.2之间,DCP用量较低时,随着DCP含量的增加而增加,n呈增长趋势,继续增加DCP含量,n反而降低,交联PE的结晶速率常数Zc与n呈相同变化趋势。     

UHMWPE/PLA共混体系的制备

利用熔融共混法制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE),聚乳酸(PLA)共混体系,讨论了PLA含量对共混体系熔体流动性能、力学性能、结晶性能及吸水性能的影响.结果表明:随PLA含量的增加,UHMWPE/PLA共混体系的熔体流动性显著增强;体系收缩率下降,尺寸稳定性变好;屈服拉伸强度和缺口冲击强度下降,断裂由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂;当w(PLA)为10%时,所制备的共混体系既能保证UHMWPE原有的缺口冲击强度和韧性断裂,又具有较好的熔体流动性能;PLA与UHMWPE共混可加快共混体系的结晶速率,使熔点下降;随着PLA含量的增加,共混体系的吸水率也随之增加.     

过氧化物交联低密度聚乙烯的结构与性能关系研究

以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,考察了温度、时间及DCP用量对交联低密度聚乙烯(XLDPE)结构和性能的影响,建立了结构与性能的关系。研究表明,交联度与交联密度随着DCP用量的增加而增大;当DCP用量超过2.0%,且交联温度和时间分别大于160℃和15 min时,XLDPE的交联度达到最大值;当温度高于450℃时,XLDPE热稳定性较LDPE好,且XLDPE的结晶度、结晶温度及熔融温度随着交联度的增加而下降;XLDPE具有剪切变稠特性,其剪切黏度随着剪切速率和交联度的增加而增大。     

硅烷交联PP/POE共混材料的性能研究

采用反应性挤出法制备了硅烷交联聚丙烯/聚烯烃弹性体(PP/POE)共混材料。研究了过氧化二异丙苯(DCP)用量对硅烷交联PP/POE共混材料凝胶含量、热稳定性、结晶行为、耐溶剂性及力学性能的影响。结果表明:随着DCP用量的增加,硅烷交联PP/POE共混材料的凝胶含量、热稳定和耐溶剂性均逐渐提升。随着交联程度的增大,共混材料中PP相的结晶度逐渐减小。扫面电子显微镜(SEM)分析结果显示,硅烷交联反应能够改善PP和POE相之间的相容性。力学性能测试结果显示,相比于未改性PP/POE共混材料,硅烷交联PP/POE共混材料的各项性能均有不同程度的提升。     

超拉伸UHMWPE纤维的结晶结构及其形成机理

采用冻胶纺丝-超拉伸技术纺制了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维。利用小角X光散射(SAXS)、广角X射线衍射(WAXD)及拉曼光谱等测试手段,研究了拉伸过程中UHMWPE纤维的结晶结构变化。结果表明:随拉伸的进行,纤维非晶区中分子链逐渐参与了结晶,纤维SAXS强度减弱,纤维结构变得紧密规整;纤维结晶长周期及结晶度随拉伸倍数的增加而增大,并趋于平衡,拉伸30倍后,纤维结晶长周期约为50 nm,结晶度约为67.5％;纤维横向晶粒平均尺寸随拉伸倍数的增加而变小,拉伸30倍后,趋于平衡,而纤维晶粒c轴方向的轴向晶粒尺寸随拉伸倍数的增加而变大。     

过氧化物交联聚乙烯的非等温交联动力学

笔者对过氧化二异丙苯(DCP)交联低密度聚乙烯的非等温交联反应动力学进行了研究,并对交联反应活化能(EA)及lnK0(lnK0定义为△H对1/T作图所得直线的截距)的值进行了计算.实验结果表明:DCP交联聚乙烯反应趋于一级反应,且反应级数与DCP含量无关;交联反应在(185 ±2)℃时达到最大反应速率,且EA与lnK0的值随着DCP含量的变化而基本保持不变.     

交联型聚酰胺11／乙烯-乙烯醇共聚物高阻透材料的研究

采用原位交联技术制备聚酰胺11(PA11)/乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)高阻透材料,以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,研究其用量对体系凝胶含量、力学性能、阻透性能及形态结构的影响。结果表明:随着 DCP 含量的增加,体系的冲击强度、拉伸强度、凝胶含量、阻透性能均呈现先升高后降低的趋势;红外光谱(FT-IR)表明,PA11末端羧基和 EVOH 的侧羟基反应生成了酯基;差示扫描(DSC)分析表明,体系的玻璃化转变温度随着 DCP 含量的增加先升高后降低;扫描电子显微镜(SEM)分析显示,DCP 含量对 EVOH 在 PA11中分散形态有很大的影响,DCP 的质量分数为1.5%时,EVOH 以相互交叠的不连续的片层状结构分散于 PA11树脂中,其力学性能和阻透性能得到大幅度的提高。     

聚乳酸挤出发泡特性研究

使用过氧化二异丙苯(DCP)交联聚乳酸以提高它的熔体强度,采用单螺杆挤出机制备了聚乳酸发泡材料.使用转矩流变仪研究了不同DCP含量PLA交联体系的流变性能;通过DSC测试研究了纯PLA及交联PLA体系的熔融以及结晶过程;同时研究了发泡试样的泡孔结构.结果表明,DCP对PLA有交联和促进降解的作用,并促进了PLA的均相成核,但对改善PLA结晶性能没有很明显的作用.PLA交联之后,熔体强度有一定提高,在DCP含量为2.5份时发泡效果最好.     

导热交联超高摩尔质量聚乙烯耐磨复合材料的研究

采用共混改性技术,将复合耐磨剂、纳米碳化硅、过氧化二异丙苯(DCP)等按不同比例加入到超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)树脂中,获得了完全满足桥梁支座用耐磨要求的抗蠕变耐磨UHMWPE复合材料。考察了上述添加物及其添加量对UHMWPE耐磨、抗蠕变和物理机械性能的影响。结果表明,复合耐磨剂能明显提高UHMWPE的耐磨性能,纳米碳化硅能提高UHMWPE复合材料的导热系数,降低制品在摩擦过程中的表面温度,从而进一步提升其耐磨性能,DCP交联能改善UHMWPE复合材料的抗蠕变性能。当耐磨剂、纳米碳化硅和DCP用量分别为2.5phr、1.5 phr和0.1 phr时,能获得综合性能优良的UHMWPE复合材料。     

交联改性聚丙烯的研究

以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,苯乙烯(St)为助交联剂对聚丙烯(PP)进行交联改性。研究了交联剂(DCP)及交联剂(St)的用量对交联PP的力学及结晶性能的影响。结果表明,交联可以改善PP的性能。在DCP用量为0.05%,St为4%时,交联PP冲击强度达到3.83 kJ/m2,比纯PP提高了27%;拉伸强度由纯PP的36.02 MPa升高到37.22 MPa;交联PP的球晶尺寸减小,球晶间的界面模糊。     

过氧化物交联HDPE/硅橡胶/EPDM的研究

采用过氧化物交联法研究了高密度聚乙烯(HDPE)/硅橡胶/三元乙丙橡胶(EPDM)共混体系的工艺和性能,探讨了过氧化物用量对共混材料的力学性能和凝胶含量的影响。结果表明,共混体系的力学性能有明显的提高。随着过氧化二异丙苯(DCP)含量的增加,体系的凝胶含量提高,拉伸强度先增加后降低且在DCP含量为0.5%(质量分数)时出现最大值,而断裂伸长率则呈下降的趋势。采用复合抗氧剂可以使材料得到较好的耐老化性能。硅橡胶的加入和交联,改善了体系的耐高温性能。     

LLDPE/POE共混物的交联行为研究

采用过氧化物交联研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)/乙烯-α-辛烯共聚物(POE)共混物。研究了工艺、配方对LLDPE/POE共混物凝胶含量的影响,以及凝胶含量与材料力学性能的关系。结果表明,LLDPE/POE共混物的凝胶含量随引发剂的用量、交联温度和交联时间的增加而增加,达到一定程度后不再增加。在170℃,30min的条件下DCP能充分分解引发交联反应,DCP用量为1.5%时,共混物的凝胶含量可以达到80%以上,再增加时凝胶含量不再增加。DCP的加入顺序对共混物的凝胶含量影响不大。共混物的凝胶含量对其动态力学行为有影响。共混物的凝胶含量对拉伸性能影响不大。     

乙烯-醋酸乙烯共聚物的硅烷交联及无卤阻燃研究

采用过氧化物为引发剂,用熔融法制备了硅烷交联EVA和无卤阻燃硅烷交联EVA.用红外方法(IR)和差示扫描量热法(DSC)对EVA的硅烷接枝反应进行了表征.研究了过氧化物含量对体系凝胶含量,相对接枝率和力学性能的影响,同时还研究了交联对体系阻燃性能的影响.DSC实验表明,硅烷A171比硅烷A151更容易接枝到EVA上.随DCP含量增加,体系的凝胶含量,相对接枝率,拉伸强度增加,而断裂仲长率降低.氧指数结果表明,交联以后可以适当提高氧指数值,改善阻燃性能.     

BPO/DCP复合硫化体系对硅橡胶泡沫性能的影响

以BPO/DCP为复合硫化剂制备硅橡胶泡沫,研究了DCP用量对硅橡胶泡沫性能的影响规律.结果表明,在BPO/DCP复合硫化体系中,硅橡胶泡沫试样的密度、拉伸强度、撕裂强度没有随着DCP用量的增加而发生明显的变化;随着DCP用量的增加,试样的凝胶含量逐渐增大,当DCP用量超过1.5份时,硅橡胶泡沫的交联体系基本维持稳定;随着DCP用量的增加,硅橡胶泡沫材料的σ(ε=0.4)值先增后减,当DCP用量为2.O份时,σ(ε=0.4)值最大;DCP用量增加,硅橡胶泡沫试样的压缩应力松弛性能有降低的趋势,其DCP用量为1.5份时,压缩应力松弛性能最好;在松弛曲线的开始阶段(10 min以内)材料的载荷下降很快,随着时间的延长,载荷降低的速度明显降低,曲线逐渐趋于平缓;硅橡胶泡沫材料的短时间(20 min)应力松弛特征可以用公式Ft=F0(klogt+m)+at1/2+6来描述,拟合曲线与实验测试曲线具有较好的一致性.     

硅烷偶联剂对化学交联EVA及其性能的影响

探讨了硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)存在下,乙烯和醋酸乙烯共聚物(EVA)与引发剂过氧化二异丙苯(DCP)的化学交联。讨论了DCP用量、交联时间和交联温度对EVA交联产物交联度的影响;同时采用DSC对EVA交联产物的热性能及EVA交联产物的机械性能和透光性进行了分析。结果表明:偶联剂的加入对EVA交联产物的机械性能有影响,且EVA交联产物的耐热性和剥离强度等性能随着交联度的增加而显著提高;EVA交联产物的熔融温度随着凝胶质量分数的增加而降低,同时其透光率在400~700 nm区间内,随凝胶质量分数的增加而增加;EVA交联产物醋酸基降解温度在355.7℃附近,而整个分子链的热降解温度随凝胶质量分数的增加有所增加。     

交联聚乙烯发泡材料的泡孔和力学性能影响研究

主要研究了交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和发泡剂4,4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)对交联聚乙烯材料结构和力学性能的影响。添加交联剂DCP后,聚乙烯的黏度增加,泡孔尺寸减小,力学性能得到增强;在此基础上减少发泡剂含量,其黏度进一步增加,泡孔尺寸进一步减小,力学性能得到进一步增强。结果表明,DCP质量分数为0. 3%、发泡剂加入量为0. 5%时,制备的聚乙烯材料泡孔尺寸最小,力学性能最优。     

氮氩流量比对玻璃基TiN薄膜的结构和硬度的影响

采用直流磁控溅射镀膜工艺,在不同的氮氩流量比条件下,制备了玻璃基TiN薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM、EDS)、纳米显微硬度仪,研究了TiN薄膜的组织结构、物相组成、表面形貌、元素成份、维氏硬度,分析了氮氩流量比对TiN薄膜结晶取向、硬度的影响机理.结果表明,在低的氮氩流量比条件下,TiN薄膜以(111)晶面择优取向;随着氮氩流量比增加,择优取向由(111)晶面向(200)晶面过渡;氮氩流量比为1∶2时薄膜以(200)晶面择优取向;继续增加氮氩流量比(1∶2 ～2∶1),TiN薄膜衍射峰强度降低,晶粒尺寸减小;当氮氩流量比增加到2∶1时,薄膜开始呈现非晶态.随着氮氩流量比的增加,薄膜硬度呈现先增加后减小的趋势;当氮氩流量比为1∶1时,TiN薄膜以(200)晶面择优取向结晶,组织致密均匀,晶粒尺寸最小,具有最大的硬度值(825 HV),相比未镀膜的玻璃基片,硬度值增加了20.44％.     

具有双峰泡孔结构的交联聚乙烯发泡材料的制备

将高密度聚乙烯(HDPE)和交联剂过氧化二异丙苯(DCP)在转矩流变仪中熔融共混,制备交联聚乙烯。通过扭矩曲线、凝胶含量测试及差示扫描量热仪(DSC)测试,研究了HDPE交联前后流变性能、凝胶含量、熔融和结晶行为的变化。利用超临界二氧化碳作为物理发泡剂对交联HDPE进行降温与降压协同釜压发泡,采用扫描电子显微镜(SEM)观察第一次压力降对双峰泡孔形成的影响,同时采用数学统计方法对大泡孔和小泡孔的尺寸分布进行了统计。最后,采用密度天平对发泡样品的表观密度进行了测试。结果表明,加入DCP后,HDPE发生了交联,形成了部分网状结构;第一次压力降为4 MPa时,材料形成的双峰泡孔较为理想。