邻位取代基对芳基杂环磷酸盐成核有效性的影响

以2,4-二叔丁基苯酚为原料分别合成2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA-1)和2,2'-亚甲基双(4-叔丁基苯基)磷酸钠(NA-2),并将其应用于等规聚丙烯(i PP),研究该类芳基杂环磷酸盐成核剂邻位取代基对其成核有效性的影响.通过红外吸收光谱(FTIR)、核磁共振谱(NMR)、X-Ray多晶粉末衍射(XRD)、扫描电镜分析(SEM)和热分析对其化学结构、凝聚态结构、颗粒形貌和物性特征进行了表征,确定了NA-1和NA-2的分子结构和凝聚态颗粒的结构、形貌和物性特征.利用偏光显微观察(POM)、扫描电镜(SEM)断口分析、示差式扫描量热分析(DSC)和雾度测试分析对其与i PP的复合材料的晶粒结构、结晶行为及宏观光学性能进行测试表征.结果表明,添加量0.2%时,邻位叔丁基(NA-1)的存在可使复合材料球晶尺度更加细密,结晶温度比无邻位叔丁基(NA-2)增加5.1 K,等温结晶速率提高至0.56 w/g是NA-2的7倍,半结晶时间由NA-2的11.55 min下降至2.36 min,邻位叔丁基存在对材料透光率和雾度值的影响分别达到4.3%,7.4%.SEM断口分析表明二者在i PP基体中分散均匀,平均粒径相近分别为0.79μm和0.82μm,粒径分布曲线相近,二者分散分布的差异性不显著.     

棉杆木质素提取及其对聚丙烯抗氧化性能分析的综合性实验

介绍了一个以从新疆废弃棉花秸秆中提取出的木质素为原料及其对聚丙烯(PP)抗氧化性能为一体,针对高分子相关专业开设的综合性实验。基于新疆大学高分子相关专业的实际情况,将教师的科研项目与本科教学相结合,该综合性实验主要包括了棉杆木质素的提取、人工加速老化试验和抗氧化性能表征分析的特色实验体系。在实践教学中,学生不仅学习了棉杆木质素的提取过程,还认识了人工加速老化试验对材料的老化机理及其对抗氧化性能的影响,也拓宽了对专业知识的综合理解,为科研成果转化为教学实验提供了借鉴。     

摩擦焊接工艺对PP焊缝结构和力学性能的影响

将聚丙烯树脂PP(API-2208 HFP2B-S0219)在一定注塑工艺条件下制备成用于焊接用的拉伸制件,经过振动摩擦焊接形成拉伸样条,通过万能试验机和二次元影像,研究摩擦焊接工艺条件对PP焊接缝结构和力学性能的影响。结果表明,摩擦焊接时的振幅、压力、深度、时间、保持时间与保持压力对焊接缝结构和力学性能有着明显的影响。在适当的焊接条件下,焊接振幅大于0.9 mm,压力在3.5~4.5 MPa,深度为1.2 mm,保持压力4~6 s,保持压力3.0 MPa,得到的焊接样条焊缝质量较好,焊接样的拉伸强度可达16.1 MPa,为母体材料的53.7%(母体拉伸强度为30 MPa)。     

粘度法研究氯化聚丙烯和涂料树脂间的相容性

用稀溶液粘度法研究了氯化聚丙烯与石油树脂、丙烯酸树脂和醇酸树脂间的相容性,并用α判据对相容性结果进行判别。结果显示,石油树脂/氯化聚丙烯的共混体系是相容的;丙烯酸树脂/氯化聚丙烯的共混体系是不相容的。而醇酸树脂与氯化聚丙烯的相容性情况复杂,由二者的组成决定。当m(醇酸树脂)∶m(氯化聚丙烯)1∶1时,体系是相容的;当m(醇酸树脂)∶m(氯化聚丙烯)1∶1时,体系是不相容的。通过共溶剂法和涂膜宏观特性对上述体系的相容性进行测定,所得结果与α判据的结果相符合,印证了稀溶液粘度法研究溶液中高分子间的相互作用来预测涂料树脂的相容性具有一定可行性。     

含铵根离子等规聚丙烯离聚体的合成及性能研究

合成了一系列高分子量、窄分子量分布且高等规度,含有不同―NR_3~+X~-离子基团含量的聚丙烯离聚体(iPP-NR_3~+X~-).以PP/IUD共聚物作为反应中间体,与三乙胺或N-甲基咪唑氨化得到聚丙烯离聚体.通过离子交换反应制备不同反离子的N-甲基咪唑聚丙烯离聚体,包括双三氟甲基磺酰亚胺根离子(Tf_2N~-)、四氟硼酸根离子(BF_4~-)和六氟磷酸根离子(PF_6~-).热重分析结果发现N-甲基咪唑聚丙烯离聚体的热稳定性明显优于三乙胺聚丙烯离聚体,表明不含β-H的N-甲基咪唑聚丙烯离聚体具有较高的热稳定性.同时,聚丙烯离聚体的表面亲水性得到明显改善.并且,聚丙烯离聚体的断裂伸长率也得到显著提高,最高达到900%.比较不同反离子聚丙烯离聚体的屈服强度和断裂强度发现I~-聚丙烯离聚体具有最优的力学性能.     

长链支化聚丙烯的非线性流变行为

通过大幅振荡剪切试验方法, 研究了长链支化聚丙烯的非线性流变学行为, 揭示了长链支化结构与非线性黏弹响应的关系. 利用傅里叶变换流变学方法得到试样的三次倍频相对振幅I_3/1与应变的标度关系, 用于界定线性聚丙烯和长链支化聚丙烯非线性流变行为的差异, 并定义了非线性系数来量度长链支化程度. 在高应变下, I_3/1与应变的变化关系可以进一步描述长链支化在非线性流场下的特性, 并得到了长链支化程度与其非线性响应之间的变化关系. 通过应力波的Lissajous曲线分解, 发现了环内和环间黏弹性的差异, 长链支化结构在大应变流场下的非线性黏弹性响应弱于线性结构, 支化程度越高非线性响应越弱.     

裂尖超钝化:实验、理论与数值模拟

本文报道了在改性聚丙烯裂尖平面应变段发生超钝化的实验发现。利用环向冷拉模型,可说明裂尖超钝化的形成取决于冷拉传播速率与加载率之比。裂尖超钝化可使材料韧性,尤其是冲击韧性的改善,达到一个新的水平。本文在超弹性-粘塑性各向异性损伤的有限变形本构模型下进行了详尽的数值计算。模拟结果成功地再现了裂尖超钝化的基本特征。     

聚丙烯成核剂研究进展

聚丙烯材料被越来越多的应用于汽车领域、工程塑料等,聚丙烯性能的优化也成为工业界和学术界研究的热点问题。聚丙烯因其良好的机械性能、加工性能、价格低廉而备受关注,但其低温脆性大、热变形温度低、易收缩等缺点也制约了该类材料的发展和在某些领域的应用。对聚丙烯的改性关键是对其分子链规整度、球晶尺寸的调控,成核剂改性是聚丙烯改性中相对简单易行的方法。聚丙烯成核剂种类繁多,各俱特色,本文在综述了聚丙烯成核剂的基础上提出了新型聚丙烯改性成核剂,即大分子成核剂,并展望了大分子成核剂的发展前景。     

交流和纳秒脉冲Ar/H2O介质阻挡放电聚丙烯材料表面亲水改性对比研究

为了提高等离子体对聚合物材料表面处理的应用效果,优化亲水处理的条件,研究了交流和纳秒脉冲氩气介质阻挡放电（DBD）中添加适量H₂O,对聚丙烯（PP）亲水改性的处理效果。利用电学和光学诊断方法,系统地对比了交流DBD和纳秒脉冲DBD的放电特性,结果表明,纳秒电源驱动DBD具有更高的放电瞬时功率,更好的放电均匀性和更高的能量效率。通过测量不同水蒸气含量下DBD的OH发射光谱强度,确定了PP材料亲水性处理中H₂O添加的最优含量。利用交流和纳秒脉冲电源驱动DBD分别对PP材料进行亲水改性的处理,测量了不同条件下改性处理后的表面水接触角,并利用原子力显微镜（AFM）和傅里叶红外光谱（FTIR）分别对处理前后PP材料的表面物理形貌和表面化学成分进行分析。结果发现,经DBD处理后PP材料的水接触角明显降低,表面粗糙度明显增大,表面的亲水性含氧基团,羟基（?OH）和羰基（C=O）的数量大幅增加。相比交流电源,纳秒脉冲DBD处理的改性效果更好,其处理后的材料表面水接触角,比交流DBD处理的低5°左右,表面粗糙度也有所提升。而水蒸气的加入可使PP材料的表面水接触角进一步减小4°左右,表面粗糙度明显提升。研究结果为优化DBD聚合物材料表面改性实验条件及处理的效果提供了重要的参考依据。     

聚丙烯及增韧剂对复合材料熔接痕强度的影响

研究了聚丙烯基体的熔体粘度(以熔体流动速率表征)、增韧剂POE的粘度(以门尼粘度表征)、增韧剂POE的含量等因素对聚丙烯复合材料熔接痕强度的影响。结果表明:聚丙烯基体/增韧剂的粘度比越小,聚丙烯复合材料的熔接痕强度越高,即聚丙烯粘度越小、增韧剂粘度越大,整个复合材料的熔接痕强度越高;增韧剂POE的含量越大复合材料的熔接痕强度越小。