紫外光催化降解空气中甲醛的纳米二氧化钛复合涂料的研究

以硫酸钛、偏钛酸和硫酸氧钛浆料为原料，制备纳米二氧化钛，并用无机盐、酸等配制水性涂料，进行该涂料经紫外光催化降解空气中甲醛的研究试验。试验结果表明：这种低成本的纳米二氧化钛复合涂料可以有效地分解甲醛。     

纳米二氧化钛对聚丙烯热稳定性影响的研究

采用透射电镜观测纳米二氧化钛(TiO2)颗粒尺寸。通过熔融混合法制备TiO2含量为0~3wt%的PP/TiO2纳米复合材料,之后在180℃下通过模压成型为薄膜。在100℃烘箱中持续热老化24h,并测试热老化前后的力学性能。采用红外光谱研究PP/TiO2纳米复合材料的降解产物,采用扫描电镜分析(SEM)复合材料在热老化后的拉伸破坏断面形态。SEM照片清晰显示二氧化钛在聚丙烯基材中分散均匀。热重分析结果显示二氧化钛的添加能提高PP的热稳定性。     

改性纳米二氧化钛接枝丙烯腈共混聚丙烯体系抗老化性研究进展

综述了纳米二氧化钛的改性方法,对聚丙烯抗老化体系的研究近几年来的新进展作出进一步的研究,对聚丙烯体系抗老化性的未来发展做出展望。     

纳米二氧化钛光催化降解聚丙烯酰胺催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶．凝胶法制备、表征了锐钛矿型和金红石型的纳米二氧化钛：将其用于聚丙烯酰胺光催化降解,考察了催化剂晶型、催化剂浓度以及聚丙烯酰胺对光降解性能的影响,结果表明：锐钛矿晶型催化剂具有更好的催化能力：适宜的催化剂浓度有利于光催化反应的进行,HPAM浓度增加对光催化反应存在抑制作用。     

新型纳米光触媒剂二氧化钛改性聚丙烯的研究

采用一种新型的纳米光触媒剂二氧化钛(TiO2)来改性聚丙烯(PP)，将无机纳米粒子通过熔融共混方法与PP复合制备了纳米TiO2／PP复合材料，利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粒子在聚丙烯基体中的分散效果，研究了纳米TiO2／PP复合材料的力学性能和抗菌性能。实验结果表明，填充量较少时纳米TiO2在PP基体中能够实现良好的分散。力学性能测试结果表明，填加质量分数为1％的纳米TiO2可以明显提高PP材料的抗冲击性能；纳米粒子质量分数在0～1％范围内对复合材料的拉伸强度几乎没有影响；而随着纳米光触媒剂TiO2的加入，PP具有良好的杀菌作用，并且随着TiO2含量的增加，复合材料的抗菌性能呈明显提高趋势。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚水溶液

以P 25纳米TiO2 作为光催化剂,在环状光催化反应器中进行了苯酚水溶液的光催化降解性能研究。系统考察了溶液的pH、P 25用量、银掺杂量、苯酚的初始质量浓度等因子对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明,在pH=7时,苯酚水溶液降解率达97 4%,强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解;质量浓度50mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为50mg,UV辐照30min时降解率为95 6%;质量浓度100mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为150mg,UV辐照60min时降解率为95 4%;银掺杂P 25增加了其光催化活性,用质量分数为10%的硝酸银水溶液掺杂制备的复合光催化剂,苯酚的降解率比未掺杂时增加16 5%。     

纳米TiO2/PP复合材料的研究

研究了纳米TiO2／PP复合材料的力学性能和耐老化性能，实验结果表明，添加1％－2％的纳米TiO2可以明显改善PP材料的抗冲击性能；纳米质量分数在1％－4％范围内对复合材料的拉伸强度几乎没有影响；而添加少量的纳米TiO2可以大大提高PP材料的耐紫外光老化性能，说明纳米TiO2对紫外光有极强的吸收能力。TiO2/PP复合材料具有良好的耐候性，可以提高其户外制品的使用寿命。     

纳米ZnO 对 PP自然光降解的影响

在PP中添加O～1.2%的纳米ZnO粉体,通过共混熔融纺丝纺制成纤维,研究了共混纤维在自然光照射条件下的力学性能变化。结果表明,随着纳米ZnO用量的增加,共混纤维的断裂伸长率、断裂强度都迅速地降低,快速降解的起始点和断裂仲长率降低一半所需要的时间也逐步缩短。说明纳米ZnO对PP的自然光降解具有一定的催化作用,可用作PP材料可控光降解的光敏剂。     

二氧化钛光降解进程中的吸附特性研究

以苯酚为降解基质,针对TiO2光降解反应前后的吸附特性进行了对比研究,发现光照阶段TiO2颗粒对有机物的吸附特性不同于暗反应阶段,这一结果证明以暗反应阶段吸附模型建立有机物光催化降解动力学方程的假定存在缺陷,在试验的基础上提出了光降解进程中的吸附拟合方程。     

纳米TiO2填充聚丙烯的研究

将表面处理的纳米TiO2填充到PP中制备纳米复合材料，研究了纳米级二氧化钛对聚丙烯力学性能及其耐老化性能的影响，研究结果表明，添加纳米级二氧化钛可以使聚丙烯的冲击强度以及耐紫外老化性能提高。     

改性聚丙烯反应挤出可控降解研究

利用反应挤出技术，研究了聚丙烯（PP）、PP及改性剂和无规共聚聚丙烯（PPR）在过氧化物作用下在反应挤出机中进行可控降解的规律。试验发现，产物的熔体流动速率（MFR）随过氧化二异丙苯引发剂（DCP）用量的增加而呈成倍增长趋势；封闭反应挤出机排气口更利于可控降解反应；可控降解产物在满足材料力学性能需要的前提下其外观质感得到了显著提高；加入改性剂EVA（乙烯／醋酸乙烯共聚物）或POE（乙烯／辛烯共聚物）后有利于提高产物的韧性和表观质量；PPR在反应挤出机中表现出与纯PP相同的降解规律，但产物的性能在降解后得到了提高。     

迷迭香抗氧剂对聚丙烯的抗氧化作用

通过高分子材料流变性能、自然老化实验前后力学性能、熔体流动性能的变化,研究了迷迭香抗氧剂(Rao)对聚丙烯(PP)体系的抗氧化性能的影响。结果表明,加入Rao的PP体系的流变扭矩与原体系相比明显增大;150 d老化过程中,未加抗氧剂的PP的拉伸强度由32 MPa下降至24 MPa,熔体流动速率由2.7 g/min上升至18.8 g/min,经30 d老化冲击强度由3kJ/m²下降至1 kJ/m²;150 d老化过程中,添加Rao的PP的拉伸强度由34 MPa下降至29 MPa,熔体流动速率由2.5 g/min上升至5.3 g/min,经30 d老化冲击强度由4 kJ/m²下降至3.2 kJ/m²,说明添加Rao后PP体系的抗氧化性能有显著提升。     

聚丙烯热降解性能研究

通过测定聚丙烯的熔融指数和拉伸强度,分析并比较其热老化的速度;利用扫描电镜和X射线光电子能谱观察和分析其表面形貌、表面官能团的类型。试验结果表明:120℃热老化试验条件下,随着时间的延长,熔融指数逐渐增大,拉伸强度及断裂伸长率逐渐降低。说明分子量逐渐降低,发生了缓慢的热氧化降解。SEM显示:聚丙烯表面一个方向出现明显的沟槽,而相垂直的方向出现细小的微裂纹。XPS显示:原始样品中C1s谱含3个峰即C-C、C-O和C=O,说明原料在加工、储存过程中已经发生了轻微的光和热老化,而老化后的样品中C1s谱又出现了第4个峰O=C-O。而且,老化后C-C含量降低,而高氧化态碳(C-O,C=O和O=C-O)相对含量增加。可见O=C-O是聚丙烯热氧老化的标志。     

聚丙烯／纳米碳管复合材料热降解动力学研究

以TGA为手段,进行了聚丙烯／纳米碳管复合材料的热降解动力学研究,采用了Kissinger和Vlynn—Wall—Ozawa两种方法计算了复合材料降解反应活化能。TG及DTG结果表明：降解一阶段完成。在5℃／min、10℃／min、20℃／min、40％／min升温速率下,最大热失重速率温度分别为441℃、452℃、477、486℃。随着加热速率的增加,热解温度向高温处横向位移。采用Kissingger法计算获得的活化能为36．298kJ／mol,采用Flynn—Wall—Ozawa法获得的活化能为215．95kJ／mol,均大于纯聚丙烯的活化能,纳米碳管的引入使材料的降解变得困难,热稳定性提高。     

羧基化聚丙烯对聚丙烯/水镁石的相容性研究

探讨了羧基化聚丙烯（EPP）对聚丙烯（PP）／水镁石（BC）复合材料相容性的影响。SEM和流变行为测试表明，EPP增强了PP和BC的黏结力，改善了两相间的相容性；BC经EPP处理后的红外谱图在884．56cm^-1和747．68cm^-1处有吸收峰出现，证明EPP和BC间发生反应生成了羧酸镁。实验证明，EPP一方面通过羧基与BC发生化学反应；另一方面通过PP链段与PP共晶，是PP／BC复合材料的有效增容剂。采用熔融法和溶液法对BC进行表面处理所得效果明显不同，X射线衍射分析证明溶液法可使EPP在BC层结构间产生插层现象，同时力学性能和扫描电镜测试说明了溶液法优于熔融法。     

磷酸酯钠盐/滑石粉调控聚丙烯的退火研究

采用挤出共混法制得聚丙烯/磷酸酯钠盐/滑石粉(PP/NA-40/Talc)复合体系,研究了退火时间和退火温度对PP/NA-40/Talc复合体系力学性能、热变形温度以及结晶度的影响。通过DSC、XRD和FTIR证明了退火处理可以使PP/NA-40/Talc复合体系结晶度和力学性能提升。结果表明,PP/NA-40/Talc复合体系的力学性能、热变形温度以及结晶度与退火时间和退火温度成正相关;尤其是在120 ℃ 下退火处理2 h时,弯曲模量达到2516.0 MPa,热变形温度达到136.9 ℃ ,结晶度达到49.5 %。     

无规共聚PP与嵌段共聚PP共混的研究

用IR、DSC、SEM和力学性能测试方法研究了一种无规共聚PP（PP-R）和一种嵌段共聚PP（PP-B）及其共混物的结构与性能。结果表明,PP-R和PP-B都能结晶,但PP-B结晶较慢、结晶度较低;PP-R不含而PP-B含有呈球粒状分散的乙丙橡胶（EPR）相和乙烯嵌段（PE）相;随共混物中PP-B含量增加,常温和低温冲击韧性显著提高,力学强度在略有下降后能持平或回升,这些性能变化是上述PP-R、PP-B结构特点的一种综合效应。     

新型膨胀阻燃聚丙烯的热分解动力学研究

通过极限氧指数法 (LOI)和锥型量热仪(Cone)考察了膨胀阻燃聚丙烯体系(IFR/PP)的阻燃性能;利用热重分析法 (TG)研究了聚丙烯 (PP)及IFR/PP体系在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法分析PP和IFR/PP的热分解表观活化能;利用Coast-Redfern方法确定了PP和 IFR/PP热分解动力学机理及其模型,得出了聚合物主降解阶段的非等温动力学方程,结果表明,IFR的添加提高了聚丙烯的阻燃性能,阻燃剂的提前分解降低了聚合物的热稳定性,PP和IFR/PP热分解反应均属于随机成核和随后增长反应,其机理函数为g(α)= -ln(1-α),反应级数n=1     

纳米TiO2/高抗冲聚苯乙烯耐候型复合材料研究

利用金红石型纳米TiO2优异的紫外线屏蔽性能,采用熔融共混法制备了纳米TiO2/高抗冲聚苯乙烯(H IPS)复合材料。经过672 h的氙灯气候加速老化后,缺口强度保持率比未改性H IPS提高了约20%,颜色变化幅度只有未改性H IPS的10%,抗色变能力大幅度提高;质均相对分子质量在整个加速老化期间未发生明显变化,老化672 h后下降幅度只有未改性H IPS的10%,FTIR分析表明,由于纳米TiO2与光稳定剂的协同作用使改性H IPS的光老化速度得到有效抑制,其羰基和羟基吸收峰的振动特征在672 h的老化期间内均未发生明显变化。     

Controlled Degradation of Polypropylene by Reactive Extrusion

Abstract

Controlled degradation of polypropylene is conducted in a single screw extruder using a peroxide initiator. Melt flow index was measured to study the effect of peroxide concentration and extrusion temperature on molecular weight. The increase in the melt flow index has been found to be mainly influenced by the peroxide concentration, not by the barrel temperature. Little change in melt flow index was seen after second extrusion. This is a clear evidence that total decomposition of peroxide was carried out in the extruder.