武汉理工大学进行β成核剂对抗冲聚丙烯共聚物的结晶和力学性能研究

武汉理工大学材料学院分别用α晶型成核剂和β晶型成核剂对抗冲聚丙烯共聚物（iPP）的结晶和力学性能进行研究,并用偏光显微镜（POM）、广角X射线衍射仪（WAXD）和差示扫描量热仪（DSC）对其进行了详细的表征。结果戋明,α和β成核剂使iPP的起始结晶温度（ton）提高15．3℃和127℃,结晶峰温度（tn）提高17℃和13．7℃,结晶速率加快。两种成核剂都能使球晶细化,使结晶更加均匀化、规整化,从而使结晶度增加。     

用DSC方法研究β-定向结晶聚丙烯树脂的结晶动力学

利用DSC方法分别研究了釜内聚合制备的β-定向结晶聚丙烯(PP)树脂的等温结晶和非等温结晶动力学,并与普通PP树脂进行了对比。结晶动力学实验结果表明,β-定向结晶PP树脂中所分散的成核剂组分促进了PP结晶时的异相成核,显著提高了PP树脂的结晶速率,在相同的结晶温度或相同的降温速率下,其半结晶时间均较普通PP树脂明显缩短;高度分散的成核剂组分阻碍了PP分子链在结晶过程中从熔体到晶体表面的运动,因而β-定向结晶PP树脂的非等温结晶活化能高于普通PP树脂。说明釜内聚合方法能直接实现成核剂组分在PP树脂基体中的均匀分散。     

等规聚丙烯与共聚聚丙烯共混体系的结晶和熔融行为及性能

将等规聚丙烯与丙烯-乙烯-1-丁烯三元无规共聚聚丙烯（RCPP）熔融共混,制备了不同比例的共混物,研究了共混物在程序升降温及淬冷条件下的结晶和熔融行为以及淬冷试样的力学性能。DSC测试结果表明,共混物的熔融温度、结晶温度等参数以及熔融再结晶行为均随共混物的组成及升降温条件的变化而改变;WAXD测试结果表明,聚丙烯试样的晶体类型不受共混影响,均为α-晶型,共混物的结晶度随RCPP含量的增大而减小;拉伸测试结果表明,共混物的杨氏模量及屈服强度整体上随RCPP含量的增大而减小,并受晶体微观结构的影响。讨论了结晶和熔融行为反映的结构与性能的关系。     

阶梯等温结晶法处理后聚丙烯的熔融行为及其影响因素

采用差示扫描量热法分析了聚丙烯经阶梯等温结晶法处理后的熔融行为,考察了相对分子质量、等规度及共聚单体对聚丙烯熔融行为的影响,并采用Thom son-G ibbs方程计算了所形成结晶的片晶厚度分布。实验结果表明,均聚等规聚丙烯经阶梯等温结晶法处理后的熔融曲线有4个典型的熔融峰;高相对分子质量或高等规度的聚丙烯含有更多较长的丙烯序列,形成更多较厚的片晶;随聚丙烯相对分子质量的增加或等规度的提高,高温区间熔融峰的相对峰面积明显增加;而共聚单体的插入会明显降低熔融温度范围,使部分高温区间的熔融峰消失。     

四川大学研究纳米粒子的分散状态对聚丙烯结晶行为的影响

聚丙烯是典型的结晶聚合物，它的许多性能与其结晶行为和晶体结构有着密切的关系。采用纳米粒子填充聚丙烯后，必然会造成聚丙烯结晶行为和晶体结构的变化，最终反映为材料性能的差异。目前采用常规混合方法制备的聚丙烯纳米粒子复合材料中，粒子的分散远远没有达到纳米分散水平，这必然会影响纳米粒子在聚丙烯基体中的作用。     

SSA 分析技术在双向拉伸聚丙烯专用料生产过程中的应用

采用连续自成核退火法(SSA)对几种不同双向拉伸聚丙烯(BOPP)树脂进行了等规度及等规序列分布表征,研究了其结晶行为与成膜稳定性之间的关系,据此分析了中国石油兰州石化公司30万t/a聚丙烯装置初期所产BOPP产品在使用过程中存在易破膜问题的原因,并进行了装置聚合工艺参数的优化.结果表明,BOPP树脂的成膜稳定性取决于其等规度分布情况,即高等规度组分含量应较低,低等规度组分含量应较高,峰高比值(Ipeak1/Ipeak2)以小于1为宜;随着催化剂与外给电子体质量比(T/D)的增大,BOPP树脂的高等规度组分含量逐渐降低,中、低等规度组分含量相对上升,晶片厚度变薄,分布加宽,成膜性能得以改善.     

吉林大学等合作研究聚丙烯／多壁碳纳米管复合材料的热性能和流变性能

碳纳米管（CNTs）是一类新型纳米碳，它的结构是由石墨层卷曲形成中空两端封闭的圆柱体。它包括单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTS）两种形式。单壁碳纳米管是由单层石墨层卷曲而成，多壁碳纳米管是由同轴的多层石墨层卷曲形成。由于碳纳米管具有优良的力学性能和电学性能及很高的长径比，较大的比表面积，较高的硬度、热稳定性等，目前很多研究都使用CNTs作为纳米填料来改善聚合物基体的性能并赋予其新的性能。     

埃洛石对聚丙烯结晶行为的影响

以埃洛石(HNT)掺杂的高效Mg Cl2/Ti Cl4催化剂催化丙烯聚合,制备了含HNT纳米管(w=(20~200)×10-6)的聚丙烯(PP)树脂(PP-HNT),利用DSC方法研究了PP-HNT树脂的等温结晶动力学。由Avrami方程所得的结晶动力学参数表明,与纯PP相比,PP-HNT树脂的半结晶时间明显缩短,结晶速率常数增大。由Hoffman-Lauritzen方程研究球晶生长过程表明,与纯PP相比,PP-HNT树脂的链折叠自由能偏高,球晶生长速率降低。由于等温结晶速率由成核速率控制,故推测HNT使聚合物的成核速率加快,总的结晶速率加快。用偏光显微镜表征树脂的结晶形态显示,与纯PP相比,PP-HNT树脂的晶核密度增大,球晶尺寸减小。     

成核剂对抗冲共聚聚丙烯性能的影响

研究了成核剂HPN-A,HPN-B对抗冲共聚聚丙烯2500H力学性能、热性能以及收缩率的影响。结果表明:成核剂HPN-B对2500H的性能影响较大,其添加量为0.08%(质量分数)时,试样的弯曲模量和拉伸强度分别提高22%和5.4%;成核剂HPN-B在提高试样刚性的同时,使试样的简支梁缺口冲击强度也略有提高。在热加工性能方面,成核剂HPN-B提高了试样的结晶温度和负荷变形温度,使试样的横向收缩率和纵向收缩率分别缩小6.15%和8.20%。     

聚氧乙烯－聚氧丙烯嵌段共聚物泡沫性质的研究

对Ｐｌｕｒｏｎｉｃ、ＡＰ型、ＡＥ型３种聚氧乙烯－聚氧丙烯嵌段共聚物系列的泡沫稳定性及消泡性能进行了测定。结果表明，它们的泡沫稳定性都较差，但有较好的消泡作用。ＡＰ型是较好的消泡剂，ＡＥ型及Ｐｌｕｒｏｎｉｃ中聚氧丙烯含量较高的品种亦有很好的消泡能力。     

NX8000K成核剂对等规聚丙烯透明改性及热性能的影响

采用物理共混方法,将NX8000K成核剂与助剂配合使用对等规聚丙烯(i PP)进行透明改性,利用DSC等方法考察了NX8000K成核剂对i PP的结晶行为、成核效率、光学性能、力学性能和热性能的影响,并在NX8000K成核剂适宜用量的基础上研究了助剂对i PP的雾度和弯曲强度的影响。实验结果表明,NX8000K成核剂对i PP起异相成核作用,使球晶尺寸减小且球晶数量增多;当NX8000K成核剂用量(用量均为质量份数)为0.5~0.6时,i PP成核效率即达74.6%,NX8000K成核剂用量为0.6时,i PP的光学性能、力学性能和热性能均较好。NX8000成核剂与助剂配合使用,在改性i PP过程中起协同叠加的作用。适宜的配方为:NX8000K成核剂用量0.6,卤素吸收剂DHT-4A用量0.04,分散剂TAS-2A用量0.20,m(抗氧剂1010)∶m(抗氧剂168)=1.0∶1.6。     

基于LabVIEW的共聚聚丙烯中乙烯含量的测定系统

通过FTIR方法对共聚聚丙烯进行表征,利用FTIR谱图建立了测定共聚聚丙烯中乙烯含量的标准曲线。根据标准曲线方程,采用LabVIEW语言设计了共聚聚丙烯中乙烯含量的快速测定系统。测定系统主要包括前面板和框图程序,框图程序中最重要的数据处理模块分别为寻找目标波数和确定乙烯特征吸收峰范围的模块。利用该测定系统对共聚聚丙烯进行了乙烯含量的测定,并与传统FTIR方法进行了比较。实验结果表明,通过测定系统得到的乙烯含量与传统FTIR方法测得的数据非常接近。对于抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯试样,最大相对偏差分别为-0.99%,1.69%,-3.55%。利用该测定系统计算乙烯含量速度快、准确度高,较传统测定方法节约工作时间,适合工厂质控分析。     

几种投球滑套球座材料的冲蚀性能试验研究

水力喷砂压裂会对投球滑套球座造成很严重的冲蚀磨损,从而导致坐封失效。为此,对35CrMo、42CrMo、45#、球墨铸铁和WC球座材料的冲蚀磨损进行试验研究,得到如下结论:塑性材料的冲蚀率随冲蚀角的变化规律相同,均在30°附近呈现最大值; WC涂层冲蚀率随冲蚀角的增大而增大,在冲蚀角90°时出现最大值,当砂浆质量分数较小时,冲蚀率随砂浆质量分数的增大而增大,在15%附近达到峰值,但当质量分数继续增大时,材料的冲蚀率趋于稳定;在同等试验条件和小冲蚀角情况下,5种球座材料试样的冲蚀率从大到小依次为球墨铸铁、45#、35CrMo、42CrMo、WC,可将WC通过热喷涂工艺喷涂到球墨铸铁表面形成涂层来提高其抗冲蚀性;当冲蚀角小于45°时,45#材料表面的冲蚀破坏形态主要以犁沟为主,当冲蚀角大于45°时,冲蚀破坏形态主要以塑性变形为主;当冲蚀角较小时,WC材料的抗冲蚀性优异,材料表面存在细而浅的犁沟,当冲蚀角变大时,凹坑的数量、面积和深度也变大。研究结果对于压裂作业的正常进行具有重要意义。     

聚磷酸铵填充聚丙烯的非等温结晶动力学

用差示扫描量热法测定了聚丙烯／聚磷酸铵复合材料在不同冷却速率时的非等温结晶行为,并与纯聚丙烯的非等温结晶行为进行比较。分析了结晶峰温、结晶起始温度和结晶峰的半峰宽等结晶峰参数,发现在聚丙烯中加入质量分数为5％的聚磷酸铵后,其结晶速率加快,晶粒分布变窄;继续增加聚磷酸铵含量,结晶速率略有降低。对所得数据分别用修正Avrami方程的Jeziorny法、Ozawa法和莫志深法进行处理。结果表明,用Jeziorny法和莫志深法处理非等温结晶过程比较理想,而用Ozawa法处理不太适合;用Jeziorny法求出的参数Zc随冷却速率的加快而增加,复合材料Zc的值大于聚丙烯;用莫志深法求出的所有试样的参数F(T)均随结晶度的增加而增加,而α值(Avrami指数n与Ozawa指数m的比值)几乎不变。     

PP熔体流动速率对结晶度及性能的影响

研究了聚丙烯（PP）熔体流动速率（MFR）对结晶度及性能影响。结果表明，随着PP的MFR上升，其结晶度增加：结晶度变大，影响着PP的宏观性能：增大PP的拉伸屈服强度、弯曲模量和硬度，熔点和热变形温度会随之升高。     

埃洛石对聚丙烯树脂热稳定性及热氧老化行为的影响

以埃洛石(HNT)掺杂的高效Mg Cl2/Ti Cl4为催化剂催化丙烯聚合,制备了含HNT的聚丙烯(PP-HNT)树脂。采用TG分析法研究了PP-HNT树脂的热稳定性,并用DSC法考察了PP-HNT树脂的热氧老化性质。热稳定性实验结果表明,HNT的添加显著提高了PP-HNT树脂的热稳定性;在氮气气氛下,PP-HNT树脂的热分解温度与纯PP树脂相比大幅提高,含168×10-6(w)HNT的PP-HNT树脂的热分解温度达到456℃,与纯PP树脂的热分解温度相比,提高了52℃;在空气气氛下,HNT的存在使PP的热分解速率明显变慢。热氧老化实验结果表明,含量为10-6(w)级的HNT的添加未恶化PP的热氧老化性质,未缩短PP的氧化诱导时间,同时在HNT含量一定的条件下进一步降低了PP的氧化速率。     

聚丙烯多反应器釜内合金的结构与性能

对25 kg/h中试装置上生产的多反应器抗冲聚丙烯系列产品(Ⅰ和Ⅱ)进行研究,通过Cryst-EX,DSC,SEM方法对抗冲聚丙烯的组成和形貌进行了表征,考察了其多相结构中可结晶聚乙烯组分对抗冲性能和耐应力发白性能的影响。表征结果显示,两种抗冲聚丙烯系列产品中均含有结晶聚乙烯组分。系列Ⅰ产品中的聚乙烯组分的特性黏数均大于系列Ⅱ产品;产品中聚乙烯组分含量高,橡胶颗粒体积大。系列Ⅱ产品中,由于分散相与聚丙烯基体的特性黏数较接近,橡胶相在加工过程中出现形变。抗冲聚丙烯的耐应力发白性能有所改善,聚乙烯组分的相对分子质量小,改善效果好。聚乙烯组分的加入使抗冲聚丙烯的抗冲性能提高,弯曲性能、拉伸性能、热变形温度下降,聚乙烯组分的相对分子质量大,增韧效果明显。