衰减全反射红外光谱法的高密度聚乙烯自然老化特性研究

采用衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)研究物资储备中广泛使用的滚塑包装箱专用高密度聚乙烯(HDPE),在特定湿热海洋环境的海南万宁实验站1年期内自然老化特性。定性分析老化前后化学结构变化,从断链、支化以及氧化角度区分不同阶段的老化特性,根据特征峰峰强和峰面积变化,定量分析羰基指数和相对结晶度的变化规律,探索老化前后羰基指数、相对结晶度变化与力学性能变化的相关性。结果表明：老化行为三个月内以断裂、支化为主,3~6个月氧化逐渐产生,6个月后氧化和支化占主导地位,9个月后氧化程度逐渐饱和,且老化进程与温度和辐照正相关。12个月后,羰基指数增长112倍,结晶度上升约10%,力学性能中材料拉伸/弯曲模量较拉伸/弯曲强度下降更快。老化前后羰基指数与拉伸模量变化相关系数为0.97,基于720~730 cm-1特征谱带计算的相对结晶度变化与拉伸强度变化相关系数为0.96。结果表明采用ATR-FTIR可以在快速无损检测的前提下,从老化前后化学结构的变化推测力学性能的变化。     

密度对聚乙烯光氧老化特性的影响研究

利用力学试验、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)、衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)比较研究了不同密度聚乙烯(HDPE、LDPE、LLDPE和MDPE)的光氧老化特性,分析了密度对聚乙烯力学性能、分子量、热稳定性、熔融特性、化学结构和表面微观形貌的影响规律。结果表明LDPE弯曲性能、热分解特征温度和氧化诱导温度下降最明显,且区别主要集中在老化初期。老化24d后,HDPE和LDPE冲击强度均已降低。老化64d后,4种PE相对分子质量均下降,其中LDPE相对重均分子质量下降更强烈。LDPE和LLDPE不饱和度增长最快,四种样品支化度变化无明显区别,LDPE的分子链断链作用和氧化作用最为强烈,羰基指数和羟基指数增长最快,表面破坏更严重,由于支链的存在破坏了聚乙烯分子链的规整性,导致LDPE更容易发生老化。