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。     

无规共聚聚丙烯DSC原位加速老化研究

对无规共聚聚丙烯(PPR)进行差示扫描量热(DSC)原位热氧加速老化特性研究,分析了老化温度对PPR熔点和热稳定性能的影响,通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)探究了老化温度与PPR分子结构变化之间的关系。结果表明,随着DSC热氧老化温度的上升,样品的老化作用逐渐加剧,对结晶结构的破坏程度增大。当热氧老化处理温度高于200℃时,样品的老化以氧化作用为主,且随热氧老化温度的升高,样品分子链的支化和断链程度加剧,同时伴随着交联现象,总体氧化稳定性变差。     

POM共聚单元的序列结构及其对热稳定性和结晶行为的影响

采用核磁共振氢谱(H-NMR)分析了几种具有代表性的聚甲醛(POM)分子链中共聚单元的序列结构特征,并考察了其序列结构与热稳定性及结晶速率的关系。结果表明,共聚单元中亚氧甲基一亚氧乙基一亚氧甲基(MEM)链段含量越小,则共聚POM耐热性越差,且在热经时处理的条件下,半结晶时间(tv2)增加越显著;随热经时处理时间变长,共聚POM的结晶速率变慢与热分解导致的—CH2—CH2—O—含量相对提高有关,而均聚POM的结晶速率变慢与热分解导致的端基含量增加有关;由各种POM分子中MEM单元含量所导致的耐热性变化与结晶速率变化的规律完全一致。     

应力-热氧作用下三元乙丙橡胶的老化行为

通过ATR-FTIR、超景深显微镜及力学性能、硬度、交联度测试分析,实时追踪了在应力-热氧老化场中三元乙丙橡胶(EPDM)的失效规律和微观结构演变过程。结果表明:EPDM的力学性能随老化时间增加而下降,试样表面逐渐变得粗糙,并出现明显裂纹,失去弹性;老化温度越高,性能劣化越快。在应力-热氧作用下,EPDM分子链被逐渐破坏,发生了降解、交联及氧化等反应,导致材料性能逐渐劣化。老化温度越高,分子链破坏程度越大,性能下降越显著。     

高氯化聚乙烯热老化降解的红外差谱表征

用傅立叶转换红外光谱(FTIR)差谱法研究了高氯化聚乙烯(HCPE)的热老化降解机理,表征了高氯化聚乙烯在160 ℃热空气老化过程中分子结构的动态变化.结果显示,HCPE中C-Cl及亚甲基含量迅速减少,随着热老化时间的延长,这2种基团含量逐渐减少,而-OH、-C=O和-C-O等基团含量逐渐增加,表明HCPE的热老化降解是先脱去HCl,生成的共轭烯烃自动氧化反应的过程.     

老化对IIR微观结构和密封性能的影响

研究老化条件对IIR密封材料微观结构和密封性能的影响.结果表明,IIR是存在微量结晶、含有无机晶体添加剂的混合物.热氧老化温度较低时,IIR以氧化交联为主,材料的密封性能改善;温度较高时,IIR以大分子断链为主,材料的密封性能变差.小剂量辐照使IIR发生交联,密封性能改善;大剂量辐照使IIR发生断链,密封性能变差;自然老化后IIR密封性能变差.     

升温淋洗分级制备不同结晶度LLDPE的研究

采用升温淋洗分级(TREF)制备了不同结晶度的线型低密度聚乙烯(LLDPE)级分，并采用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶红外光谱(FTIR)对级分的结晶、熔融行为和短链支化度进行了研究。结果表明：LLDPE级分的结晶度和熔点与淋洗温度成线性关系；随淋洗温度的升高，级分结晶能力增强、结晶度升高、熔点升高、短链支化度变小；TREF淋洗温度依赖于LLDPE的熔融焓、片晶厚度和亚甲基序列长度等因素。     

热拉伸温度对熔体拉伸法制备聚丙烯微孔隔膜微观结构的影响

通过小角X射线散射(SAXS)、扫描电子显微镜(SEM)和调制差示扫描量热法(TMDSC)表征了熔体拉伸法制备聚丙烯微孔隔膜在105～145℃的热拉伸过程。发现随拉伸温度升高,拉伸带来的片晶破坏减少,105℃下热拉伸仍然存在片晶被破坏分离; 130和145℃下热拉伸只发生片晶堆分离。微孔隔膜的孔洞尺寸主要由拉伸倍率和热拉伸温度控制;连接分离片晶的架桥直径和长度增幅随拉伸温度的升高而增大。在热拉伸过程,架桥主要由片晶转化形成,与无定型分子链的二次结晶无关。     

梳型接枝PVC的性能研究

以高级羧酸盐与聚氯乙烯(PVC)反应合成了一系列具有不同长度侧链的梳形接枝PVC。通过差示扫描量热(DSC)仪和万能试验机对接枝PVC的侧链结晶性能和拉伸性能进行了测试。研究了侧链接枝率和接枝侧链长度对侧链结晶性能和拉伸性能的影响。结果表明,接枝PVC的梳形侧链形成侧链结晶,并且接枝PVC的断裂伸长率和拉伸强度均高于PVC,实现了PVC的增强增韧同步改性;侧链的接枝率和接枝侧链长度对侧链结晶行为产生影响,从而影响接枝PVC的力学性能。     

三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶及其共混胶的热氧老化性能研究

研究三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯酸酯橡胶(ACM)及其共混胶的热氧老化性能。结果表明:EPDM老化后含氧结构多是通过消耗甲基生成,ACM的表面氧化降解多发生在主链的亚甲基碳上,EPDM/ACM共混胶老化前期以断裂为主,后期以交联为主;与ACM共混后,EPDM的耐热氧老化性能提高。     

茂金属聚乙烯薄膜晶点的组成及形成原因

采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜以及红外光谱等分析手段,从原料的分子链结构分析了茂金属聚乙烯薄膜晶点的组成及其形成原因。结果表明,茂金属聚乙烯薄膜晶点的结晶形态与无晶点的正常薄膜的不同,构成晶点的晶体尺寸均匀性远不如无晶点的正常薄膜,这是因为晶点中含有类似于纤维状的晶体,这种晶体先结晶,导致随后形成的晶体在此处生长不均匀。此外,分子链上的端基双键(RCH=CH₂)在吹膜过程中引起的分子间交联和分子链中存在的亚甲基序列较长的规整结构,是形成类纤维状晶体的主要因素,而较长亚甲基序列的规整结构是由于共聚单体分布不均匀引起的。     

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。     

氧化诱导时间对高密度聚乙烯热氧老化特性的影响

研究了氧化诱导时间对高密度聚乙烯(PE-HD)在100℃人工热氧老化条件下老化特性的影响,比较分析了不同老化时间其主要力学性能如拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率的变化差异,考察了不同氧化诱导时间的PE-HD热氧老化过程中结晶度和氧化诱导时间的变化差异。结果表明,热氧老化初期,PE-HD分子链以交联为主,后期分子链以降解为主;在100℃热氧老化环境条件下,随着热氧老化时间的延长,PE-HD的氧化诱导时间越长,耐热氧老化性能越好,氧化诱导时间可作为PE-HD氧化稳定水平的相对量度。     

特种氟硅橡胶热空气老化的衰减全反射傅里叶变换红外光谱研究

通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析了特种氟硅橡胶在热空气加速老化过程中微观结构的变化,研究了特种氟硅橡胶的耐老化性能,提出了特种氟硅橡胶的热氧老化机理。结果表明,特种氟硅橡胶在热空气老化过程中主链变化较小,其特征吸收峰可以作为ATR-FTIR定量分析的基准,而交联键和侧链三氟丙基基团的变化较明显;特种氟硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率随着老化时间的延长而不断下降,并且呈现出前期下降幅度小、后期下降幅度大的变化趋势,邵尔A硬度在老化的整个阶段没有明显的变化,特种氟硅橡胶具有良好的耐老化性能,其可能的老化机理是交联键的破坏和侧链的断裂。     

热氧老化对氯丁橡胶化学结构及性能的影响

对氯丁橡胶(CR)硫化胶进行热氧老化试验,研究100℃下老化时间对CR硫化胶化学结构、交联密度、溶胶质量分数及其相对分子质量分布、氯质量分数、拉伸性能的影响。结果表明,在热氧老化过程中,CR硫化胶的橡胶分子链发生氧化反应,化学结构发生明显变化。在老化初期,CR硫化胶的交联密度增大,溶胶质量分数和相对分子质量减小,橡胶分子链以交联为主;老化时间超过192 h后,CR硫化胶的交联密度减小,溶胶质量分数、相对分子质量及其分布指数增大,橡胶分子链氧化断裂增多;在老化过程中,交联及脱氯使CR硫化胶结构化越来越严重,导致CR硫化胶的拉伸性能明显降低。     

老化时间对太阳能电池封装膜微观结构与力学性能的影响

以乙烯–1–辛烯共聚物(POE)为基体材料,叔丁基过氧化碳酸–2–乙基己酯(TBEC)和四[β–(3,5–二叔丁基–4–羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)为辅助材料,采用高温热压和常温冷压工艺来制备太阳能电池封装膜,考察了老化时间对POE胶膜凝胶含量、结晶度、交联度等微观结构和力学性能的影响,分析了POE胶膜微观结构与宏观力学性能之间的关系。结果表明,老化过程中,胶膜的拉伸强度呈先升高后降低趋势,与凝胶含量、结晶度和交联度等微观结构的变化规律一致,断裂伸长率则随着老化时间的延长而逐渐减小;对于胶膜的老化,前期(1 500 h以前)以交联和结晶为主,后期(1 500 h以后)则以分子链的断链为主。     

共聚甲醛序列结构与热稳定性能的研究

用核磁共振(NMR)、差示扫描量热法(DSC)、热失重(TGA)、偏光显微镜及力学性能测试研究了共聚甲醛YM-1和YM-2的序列结构、氧次甲基均聚单元序列长度及氧乙烯含量对其热稳定性和力学性能的影响。结果表明，YM-1的TTT均聚结构序列的摩尔分数、氧次甲基的序列长度分别为62．53％和5．82，两者均高于YM-2；而YM-2的氧乙烯比YM-1高23．3％，熔点(Tm=163．9℃)和结晶度(Xc=59．6％)较YM-1低；这表明在共聚甲醛中增加氧乙烯结构单元，其TTT结构含量和氧次甲基序列长度减小，分子链的规整性降低而不利于聚甲醛的结晶，使结晶度和结晶的完善程度降低。YM-1具有更为完整的球晶结构．其力学性能高于YM-2。     

PBO增容PBAT/淀粉复合材料的制备

以2,2-(1,3-亚苯基)-二噁唑啉（PBO）为增容剂，二羟甲基丙酸为活性组分，制备了聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/淀粉复合材料，采用热重分析仪、电子万能材料试验机、扫描电子显微镜分析了材料的热性能、力学性能及断面形貌。结果表明：随PBO用量的增加，复合材料的热稳定性、拉伸强度、拉伸模量、断裂拉伸应变出现了先上升后下降的趋势；PBO的加入使淀粉、PBAT的熔点下降，结晶温度上升；当PBO质量分数为1.0%时，复合材料的相容性、热稳定性最好，拉伸强度、拉伸模量、断裂拉伸应变最大，分别为5.91 MPa,68.3 MPa,320%。     

基于红外光谱法的PE-HD光氧老化行为及氧化物生成规律

采用衰减全反射傅里叶红外光谱技术分析了滚塑包装箱专用高密度聚乙烯（PE-HD）材料老化过程中羰基指数、羟基指数、支化程度、断链程度、不饱和度所对应特征谱带吸光度的变化趋势,进一步确定其老化行为,并通过对氧化产物特征谱带洛伦兹分峰,探究了不同类型氧化产物的生成规律。结果表明,整个老化周期内,材料不饱和双键吸光度呈现上升趋势,支化和断链程度呈现较大幅度的增长,且老化初期断链占主导地位,老化后期支化作用更显著;氧化产物生成规律表现出氧化产物以酮羰基为主,且羧酸羰基、酯羰基和醛羰基、γ内酯羰基在前期增长较快,后期增速放缓达到一个稳定值。     

弹性体的环境老化——交联和断链双重效应

<正>大多数聚合物具有有限的耐老化性,包括环境应力(热、光等)老化。主要原因是其能够从现存杂质中产生出大分子自由基(P·),特别是在较高温度下加工时(例如过氧化物或氢过氧化物)。从示意图1可看出,主要机理是大分子自由基快速氧化生成过氧化基团(POO·)和各种极性官能团,这些基团很容易由FTIR光谱识别(氢过氧化物、醇类、酮类、羧酸)。甲基(链端)酮、羧酸和某些挥发性化合物(甲醇、CO2、H2O)的存在表明发生了断链,这也可由分子量或粘度测量反映出来。在光老化情况下,酮通过Norrish反应发生光化学分解,产生更多的断链(NorrishⅠ型主要生成短链