浅析简支梁冲击强度的影响因素

简述了简支梁冲击破坏的原理,分析了试样尺寸、温度、冲击改性剂、缺口以及缺口加工方式对试样冲击强度的影响。结果表明:①试样的厚度越大,试验跨度越大,冲击强度就越大;②简支梁冲击强度随温度的降低而降低;③ACR的加入能提高简支梁冲击强度;④缺口敏感性材料受缺口尖端半径影响较大;⑤一次注塑的缺口试样冲击强度较高,而经二次机械加工成型的缺口试样冲击强度较低,其中又以经铣床加工的缺口试样冲击强度最低。     

高MFR抗冲击共聚聚丙烯2240S的开发

概述了Novolen工艺聚丙烯(PP)生产技术,结合该PP装置和产品性能特点,确定高熔体流动速率(MFR)抗冲击共聚PP的技术指标,研究了关键工艺参数对试生产的PP 2240S性能的影响。将2240S与市场同类产品进行了对比,发现2240S的简支梁缺口冲击强度明显低于市场同类产品;通过调整工艺参数,添加有效的PP成核剂,成功开发出高MFR抗冲击共聚PP 2240S,其常温简支梁缺口冲击强度由7.0 kJ/m~2左右提高到大于9.0 kJ/m~2,弯曲模量保持在1 200 MPa左右,可以满足用户对洗衣机桶用PP的性能要求,已于2017年1月开始长期排产。     

聚丙烯材料简支梁缺口冲击性能的时温效应研究

将聚丙烯(PP)树脂在一定注塑工艺条件下制备成用于简支梁冲击测试的样条,分别为ISO注塑A型缺口冲击样条和无缺口样条(然后通过铣缺口机机械加工成A型缺口冲击样条),通过摆锤冲击试验仪进行简支梁缺口冲击强度测试,研究共聚型PP材料注塑缺口和铣缺口冲击性能的时温效应。结果表明,共聚型PP材料铣缺口在标准环境下调节,简支梁缺口冲击强度基本无变化,机械加工内应力对其影响较小;注塑缺口在标准环境下调节,简支梁缺口冲击强度随着调节时间的延长先快速降低,后缓慢衰减;注塑缺口的冲击强度明显大于铣缺口的冲击强度;缺口冲击强度与温度成指数型增长。     

高流动高刚性抗冲共聚聚丙烯的工业化开发

在Horizone工艺装置使用BCM-100H型催化剂成功开发高熔体流动速率高刚性抗冲共聚聚丙烯KH39M。讨论了KH39M生产的技术路线、操作条件、产品指标控制和试生产情况,对KH39M的力学性能、共聚单体含量、粉料粒径等进行了分析。结果表明:首次生产的KH39M弯曲模量达1 590 MPa,简支梁缺口冲击强度达7.6 k J/m~2,下游用户测试结果表明,KH39M性能与进口同类产品相当。     

增韧尼龙612/尼龙6合金的性能

采用双螺杆挤出机对尼龙612 (PA612)及PA612/尼龙6 (PA6)合金进行增韧改性,研究了增韧剂类型、添加量对PA612以及PA6添加量对增韧PA612/PA6合金的力学性能、熔体流动速率和维卡软化点温度的影响。结果表明,三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)三种增韧剂对PA612起到了不同程度的增韧效果,其中EPDM-g-MAH效果最明显;当EPDM-gMAH的添加量由0份增至20份时,材料的断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步提高,而拉伸强度、弯曲强度、熔体流动速率、维卡软化点温度逐步降低,EPDM-g-MAH添加量变化对材料的简支梁缺口冲击强度影响最大,而对维卡软化点温度影响最小。添加15份EPDM-g-MAH增韧不同配比的PA612/PA6合金,当PA6的用量由0份增至85份时,增韧PA612/PA6合金的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化点温度、吸水率逐步提高,而断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度逐步降低,PA6添加量变化对材料的吸水率影响最大,而对材料的简支梁缺口冲击强度影响最小。     

高刚抗冲共聚聚丙烯K7010的开发

采用Horizone工艺生产了高刚抗冲共聚聚丙烯K7010。通过对比分析催化剂体系、熔体流动速率(MFR)控制方法、乙烯和橡胶含量的控制方法,确定了生产工艺条件。将均聚部分的MFR控制在15～20 g/10 min,总MFR控制在10 g/10 min,总乙烯质量分数为4.5%,橡胶相质量分数为12.5%,橡胶相中乙烯质量分数为38%,K7010获得了优异的刚韧平衡性,与进口产品相比,弯曲模量和简支梁缺口冲击强度均大幅提高,弯曲模量提高了13%,常温简支梁缺口冲击强度提高了37%,其他指标也达到进口同类产品水平。     

PVC/ABS合金流动性能改进

研究了邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂、苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)和乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)对聚氯乙烯(PVC)/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物(ABS)(质量比为60∶40)合金熔体流动性能的影响。结果表明:增塑剂DOP可显著提高合金的熔体流动速率(MFR),但随DOP用量增加,合金的负荷变形温度、力学性能和氧指数均降低;AS可提高合金的MFR,但w(AS)为10%时,简支梁缺口冲击强度下降约55%;随着EVA用量增加,合金的MFR提高,而负荷变形温度、氧指数和简支梁缺口冲击强度变化不大。     

弹性体对苯乙烯—丙烯腈共聚物力学性能影响的研究

采用熔融共混的方法,使用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃弹性体(POE)对SAN树脂进行填充改性,并对合金的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、简支梁缺口冲击强渡、熔体质量流动速率和维卡软化温度进行了研究。结果表明,随着弹性体用量的增加,SAN合金的拉伸强度、弯曲强度和维卡软化温度逐渐降低,断裂伸长率、缺口冲击强度、熔体质量流动速率逐渐升高。使用TPU时,合金的拉伸强度、弯曲强度较其他系列的合金高,使用POE时,合金的增韧效果较好。     

三元共聚聚丙烯TF1007的工业化开发

以乙烯、丙烯、1-丁烯为原料,采用美国Ineos公司的Innovene气相聚丙烯工艺技术制备了三元共聚聚丙烯TF1007。介绍了TF1007的试生产过程,并将其与国内外同类聚丙烯进行了对比剖析。结果表明:TF1007中乙烯质量分数3.0%,1-丁烯质量分数7.4%,熔体流动速率7.1 g/10 min,弯曲模量724 MPa,简支梁缺口冲击强度7.1k J/m2,熔点132℃,起始热封温度小于113℃,热合强度11.5 N/15 mm,产品结构、主要性能与市场主流产品相当,各项指标均能满足客户使用要求,并得到用户认可。     

尼龙66/纳米SiO2复合材料的形态和力学性能

通过熔融共混法制备了尼龙66／纳米SiO2复合材料，并对复合材料的力学性能、动态力学性能以及拉伸断面形态进行了研究。结果表明，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的拉伸强度在纳米SiO2质量分数为3％时达到最大．较纯尼龙66提高7．6％；复合材料的简支梁缺口冲击强度随纳米SiO2含量的增加而增加，在纳米SiO2质量分数为4％时，比纯尼龙的简支梁缺口冲击强度提高51．3％。复合材料储能模量和损耗模量也较纯尼龙66有所增加；复合材料的断面出现明显的塑性变形。     

高抗冲中熔体流动速率聚丙烯的结构与性能

分析了市场上4个典型高抗冲中熔体流动速率聚丙烯的结构与性能,并研究了其力学性能。结果表明:试样1的简支梁缺口冲击强度为53 kJ/m~2,弯曲模量达到933 MPa,刚韧平衡性最好;试样2与试样3的韧性较差;试样4的乙丙橡胶相含量最高,导致其熔融和结晶温度最低,低温区的玻璃化转变温度最低,聚丙烯基体相和橡胶相粒子的界面黏结力最强等,使试样4的冲击强度最高,但弯曲模量不足,需要维持其高韧性的同时改善刚性。     

超韧聚丙烯的结构与性能

采用扫描电子显微镜、动态力学分析仪和毛细管流变仪等研究了超韧聚丙烯(PP)的结构与性能,并与普通抗冲击共聚PP进行了对比。超韧PP中乙丙橡胶相和PP相的玻璃化转变温度差53.30℃,而普通抗冲击共聚PP中乙丙橡胶相和PP相的玻璃化转变温度差62.32℃;在相同剪切速率下,超韧PP的表观黏度小于普通抗冲击共聚PP;超韧PP在23,-20℃时的简支梁缺口冲击强度分别为70.43,8.55 kJ/m2,远高于普通抗冲击共聚PP(分别为12.00,3.69 kJ/m2)。     

抗冲共聚聚丙烯CX9530冲击强度的影响因素

通过对抗冲共聚聚丙烯(PP)CX9530与国内外同类树脂进行力学性能比较和微观结构表征,认为CX95300抗冲击性能较差的原因在于PP基体中的橡胶相分散性较差,橡胶相尺寸较大。通过调整PP装置气相反应釜内的乙烯与丙烯摩尔比、停留时间等工艺参数,在对CX9530刚性影响较小的情况下,将其常温简支梁缺口冲击强度由10.2 kJ/m~2提升到13.9 kJ/m~2,低温简支梁缺口冲击强度由6.8 kJ/m~2提升到7.5 kJ/m~2,达到国内外同类树脂的水平。     

二釜加氢对聚丙烯合金产品结构及性能的影响

通过调节二釜加氢工艺在INNOVENE聚丙烯装置上生产了3个聚丙烯釜内合金产品,分析了产品的物理性能及微观结构。结果表明二釜不加氢气所生产的产品橡胶相质量分数为29.62%,大橡胶颗粒较多,粒径分布较宽,产品简支梁缺口冲击强度为42kJ/m~2,弯曲模量为1 030 MPa。二釜加氢所生产的橡胶相质量分数分别为29.14%,23.76%,大橡胶颗粒较少,粒径分布较窄,对应的简支梁缺口冲击强度分别为53,59kJ/m~2,弯曲模量分别为984,1 010 MPa。     

海洋养殖用塑料浮球性能研究

以市面上的海洋养殖用塑料浮球为样本,通过电子拉力机、差示扫描量热仪、QUV快速耐候试验机和红外光谱仪等测试手段,制定了测试塑料浮球性能的方法,可为塑料浮球产品提供准确、高效的质量测试服务。对塑料浮球拉伸屈服强度、熔体流动速率、氧化诱导时间,以及人工紫外老化后的羰基指数、色差和氧化诱导时间等进行了研究。结果表明：塑料浮球产品力学性能上断裂伸长率和简支梁缺口冲击强度还有较大的改进空间,在紫外老化试验(紫外老化3 000 h)中,氧化诱导时间下降较为严重,而拉伸屈服强度、断裂伸长率和简支梁缺口冲击强度下降率不大。     

注塑成型工艺对管材专用PPH刚韧性能的影响

考察了熔体温度、注射压力和保压时间等注塑成型工艺参数对管材专用均聚聚丙烯(PPH)刚韧性能的影响。结果表明:熔体温度是影响PPH刚韧性能的主要因素,随着熔体温度的升高,材料的弯曲模量和负荷变形温度呈下降趋势,简支梁缺口冲击强度先增加后降低。熔体温度为210℃时,PPH的弯曲模量,负荷变形温度分别为1 780 MPa,109.3℃;当熔体温度升至290℃时,材料的弯曲模量,负荷变形温度分别降至1 388 MPa,100.8℃。熔体温度为250℃时,PPH的简支梁缺口冲击强度最大,为114.95 kJ/m2。注射压力过高会降低PPH的冲击强度,当压力从4 MPa提高到5 MPa时,材料的冲击强度从114.95 kJ/m2迅速降至107.81 kJ/m2。保压时间低于30 s时, PPH的刚韧性能均下降。     

氧化锆对聚丙烯性能和结构的影响研究

先将氧化锆ZrO2制成母粒,再用于改性聚丙烯(PP)。研究结果表明ZrO2的加人使PP的拉伸强度有所降低,但PP的简支梁缺口冲击强度和断裂伸长率均有较大幅度提高,ZrO2用量为0.3%时,PP的简支梁缺口冲击强度达到13.7KJ/m2。差示扫描量热分析和偏光显微镜观察发现,随着ZrO2用量增加,PP的结晶温度逐渐提高,而球晶尺寸逐渐减小,ZrO2具有明显的成核作用。广角X衍射分析表明,ZrO2的加人使PP产生了俘结晶,并且俘晶型的含量随ZrO2场用量的增大而增加。     

乙烯-丙烯酸共聚物对聚丙烯复合材料性能的影响

研究了乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物对聚丙烯(PP)/CaCO_3复合材料和PP/碱式硫酸镁晶须(MOS)复合材料性能的影响。结果表明:EAA的加入有效改善了PP复合材料的界面粘合,使PP/CaCO_3和PP/MOS复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度及熔体质量流动速率有所增加,维卡软化温度逐渐下降。     

不同硅烷偶联剂对聚丙烯/凹凸棒土复合材料性能的影响

分别以硅烷偶联剂Si69、Si75、KH550和NXT对凹凸棒土(ATT)进行表面处理,再采用熔融共混的方法制备了聚丙烯(PP)/ATT复合材料。通过力学性能测试、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)观察研究了硅烷偶联剂种类和ATT用量对复合材料拉伸强度、简支梁缺口冲击强度、熔体质量流动速率(MFR)、维卡软化温度、微观形态和结晶性能的影响。结果表明:随着ATT用量的增加,PP/ATT复合材料的拉伸强度、简支梁缺口冲击强度和MFR呈现先升后降的趋势,维卡软化温度则随之升高;ATT经偶联剂表面处理后,其在PP基体中的分散效果有较大改善,同时有效促进了复合材料中PP的结晶;另外,4种硅烷偶联剂中,NXT的改性效果最佳。     

聚甲醛/丙烯酸酯弹性体共混物的性能研究

采用双螺杆挤出机共混的方法制备了聚甲醛(POM)/丙烯酸酯弹性体(ACR)共混物,通过力学测试、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了POM/ACR共混体系的力学性能、结晶性能和热稳定性等。结果表明,POM的简支梁缺口冲击强度和断裂伸长率均随ACR含量的增加而提高,ACR含量为16%时,缺口冲击强度达到15 k J/m2,比纯POM提高了158%,断裂伸长率为80.5%,比纯POM提高了90%;DSC分析显示该弹性体影响了POM分子链段的运动,使POM的相对结晶度和结晶速率均降低;TG分析也显示氮气条件下,共混物的热分解温度和降解活化能均高于纯POM。