“半稀溶液”中超高分子量聚乙烯链缠绕结构的演变行为北大核心CSCD

通过熔融共混法制备超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯(UHMWPE/LLDPE)和超高分子量聚乙烯/聚乙烯蜡(UHMWPE/PE-wax)共混物,以振荡剪切流变测试和脆断截面SEM研究不同浓度UHMWPE对共混物流变行为和材料微观形貌变化的影响,尤其是UHMWPE在共混物中达到一定浓度开始形成缠结结构时的行为变化。UHMWPE/LLDPE共混物在流变测试中相容性良好,当UHMWPE浓度大于0.84%(wt),即临界交叠浓度(孤立高分子线团逐渐靠近开始成为线团密堆积时的浓度)的4倍,频率扫描曲线在低频区显示为与频率无关的类固态凝胶行为,网络结构开始形成;时间扫描曲线表明UHMWPE的浓度在大于0.84%(wt)时储能模量逐渐增大,UHMWPE的缠结有所体现。采用分子量低于缠结分子量Me的聚乙烯蜡为基体,UHMWPE/PE-wax共混物的时间扫描在浓度0.84%(wt)(临界交叠浓度的4倍)时储能模量增加明显。通过SEM观察UHMWPE/PE-wax共混物脆断面,发现该浓度下开始出现丝状物结构,表明了缠结和网络结构的形成。     

不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性

采用动态流变学测试和结晶动力学的方法研究了两种分子量的高密度聚乙烯(HDPE)与茂金属线型低密度聚乙烯(m-LLDPE)共混体系的相容性.流变学研究表明,HDPE/m-LLDPE共混物在低ω区域lgG′-lgω关系曲线偏离线性规律,在熔融态为非均相体系.DSC分析发现HDPE/m-LLDPE共混物体系中HDPE的熔点随着m-LLDPE含量的增多而逐渐下降,说明HDPE与m-LLDPE二者具有机械相容性.当HDPE在m-LLDPE的熔体中等温结晶,分子量较高的HDPE结晶速率与纯HDPE相近,m-LLDPE的含量变化对Avrami指数n的影响不大;分子量较低的HDPE指数n和半结晶时间t1/2随m-LLDPE含量的增加逐渐增大,结晶速率随着m-LLDPE含量的增加逐渐下降,表明熔融态的m-LLDPE和HDPE存在着较强的分子间相互作用,二者具有一定的相容性.     

“半稀溶液”中超高分子量聚乙烯链缠绕结构的演变行为

通过熔融共混法制备超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯(UHMWPE/LLDPE)和超高分子量聚乙烯/聚乙烯蜡(UHMWPE/PE-wax)共混物,以振荡剪切流变测试和脆断截面SEM研究不同浓度UHMWPE对共混物流变行为和材料微观形貌变化的影响,尤其是UHMWPE在共混物中达到一定浓度开始形成缠结结构时的行为变化。UHMWPE/LLDPE共混物在流变测试中相容性良好,当UHMWPE浓度大于0.84%(wt),即临界交叠浓度(孤立高分子线团逐渐靠近开始成为线团密堆积时的浓度)的4倍,频率扫描曲线在低频区显示为与频率无关的类固态凝胶行为,网络结构开始形成;时间扫描曲线表明UHMWPE的浓度在大于0.84%(wt)时储能模量逐渐增大,UHMWPE的缠结有所体现。采用分子量低于缠结分子量Me的聚乙烯蜡为基体,UHMWPE/PE-wax共混物的时间扫描在浓度0.84%(wt)(临界交叠浓度的4倍)时储能模量增加明显。通过SEM观察UHMWPE/PE-wax共混物脆断面,发现该浓度下开始出现丝状物结构,表明了缠结和网络结构的形成。     

HDPE／LDPE共混体系的晶性研究

用DSC和WAXD方法考察了高密度聚乙烯和低密度聚乙烯共混体系(HDPE/LDPE)的结晶性能。结果表明,在共混物中HDPE含量大于50%时,共混物只出现HDPE的熔融峰,且熔融温度随HDPE含量减小而降低;LDPE含量大于50%时,DSC图上只出现熔点介于HDPE和LDPE之间的新熔融峰。DSC和WAXD法所测结晶度均偏离共混物的线性加和值,而晶胞参数则随共混物组成变化出现最小值,表明HDPE和LDPE可以形成共晶相容体系。Raman光谱测得介晶相αb值的膨胀,支持这一观点。     

天然橡胶/聚乙烯共混体相容性的研究

本工作首先对橡胶/聚乙烯共混体系的相容性进行了计算,推测聚乙烯的非晶部分和橡胶间有一定的互容性,提出了橡胶和聚乙烯相互作用模型。然后用动态力学方法、有效网链密度测定、密度测定和广角X-射线衍射方法对天然橡胶分别未交联和交联的天然橡胶(NR)/低密度聚乙烯(LDPE)共混体系的相容性进行了验证。实验结果表明,LDPE非晶部分和NR之间存在一定的相互渗透。     

网络结构对多层聚乙烯共混物界面扩散行为的影响

通过溶液法制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/乙烯-己烯共聚物(PEH)共混物,采用动态流变学方法研究了UHMWPE/PEH共混物多层膜在熔点以上的界面扩散行为,结合Double-Reptation理论计算得到了UHMWPE/PEH共混物多层膜的自扩散系数.研究表明UHMWPE在浓度c=1.0 wt%以上可以在PEH基体中形成网络结构.UHMWPE/PEH共混物多层膜界面扩散不符合严格的菲克扩散定律,扩散系数具有时间依赖性.扩散曲线显示扩散过程在到达平台值之前分为2个区域,区域I接近于菲克扩散;然而由于引入UHMWPE,区域II扩散显著偏离菲克扩散行为,特别是当UHMWPE在PEH基体中形成网络结构以后,偏离菲克扩散行为更加显著.     

EAA增容LLDPE/PEO共混物及其增容机理

以乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为增容剂, 研究了它在线性低密度聚乙烯(LLDPE)/聚环氧乙烷(PEO)共混物中的增容作用及其增容机理。采用电子显微镜(SEM)、动态力学分析(DMA)、DSC和红外光谱(IR)对共混物形态及其微观结构进行了表征。结果表明, EAA对LLDPE/PEO共混物有一定的增容作用; 其增容机理为: EAA和LLDPE两者的非晶区部分相容, 而EAA分子中的羧基与PEO分子中的醚氧基相互作用形成了分子间氢键。     

高密度聚乙烯共混调控烯烃嵌段共聚物拉伸性能

通过熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)与烯烃嵌段共聚物(OBC)的共混物,研究了HDPE含量对共混体系结晶和拉伸行为的影响.实验结果表明,共混物熔体存在相分离.结晶时两组分互相影响,出现共结晶现象.共混物具有优异弹性回复与高断裂伸长率,而拉伸模量与断裂强度随着HDPE含量增加而逐渐增大.借助Slip-link橡胶弹性理论对应力应变曲线进行了分析,发现拉伸曲线可以很好的用理论模型进行拟合.将共混物的微观结构变化同模型参数进行了对比,建立了共混物结构和性能的有效关联.     

聚乙烯-g-聚苯乙烯对线性低密度聚乙烯/聚苯乙烯共混物机械性能和发泡行为的影响

以通过开环易位聚合、加氢反应和原子转移自由基聚合技术结合制备的聚乙烯-g-聚苯乙烯(PE-g-PS)作为增容剂,研究了加入不同PS支链长度的PE-g-PS对于线性低密度聚乙烯/聚苯乙烯(LLDPE/PS)共混物的机械性能和发泡行为的影响。 以典型组成m(LLDPE):m(PS)=70:30共混物为例,考察了PE-g-PS对共混物拉伸性能的影响。 相对于二元共混物,增容剂的加入使得断裂伸长率、拉伸强度和屈服强度皆提高,且含长PS支链的增容体系提高更明显。 采用超临界CO₂釜式发泡工艺,考察了PE-g-PS中PS支链长度对共混物发泡行为的影响。 结果表明,相对于短PS支链体系,加入PE-g-PS_1.59k(PS相对分子质量为1590)后的泡孔结构更加均一,完全没有“缝隙”形貌的出现。 当发泡温度降至80 ℃时,即使存在LLDPE发泡空间限制作用(LLDPE无法发泡),加入支链长度更长的PE-g-PS_1.59k后泡孔分布也更加均一。     

高密度聚乙烯与EPDM磺酸锌盐共混物结构与性能的研究

本文研究了高密度聚乙烯(HDPE)/EPDM磺酸锌盐(Zn-SEPDM)共混物的机械性能、流变行为、形态和相容性。结果表明:加入Zn-SEPDM可使HDPE的熔点和结晶度降低,熔程变窄。当Zn-SEPDM含量超过20％,共混物中Zn-SEPDM呈连续相,冲击强度突增。     

LLDPE/IPP共混物高取向薄膜的附生结晶

本文用透射电子显微术、电子衍射等方法研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)和等规聚丙烯(IPP)共混物高取向薄膜的形态结构.在熔体拉伸薄膜中统组分的LLDPE与IPP均以高取向的片晶形式存在,片晶生长方向垂直手拉伸方向.当共混物中LLDPE含量较低(小于40％)时,作为分散相的LLDPE在IPP上附生结晶.两种片晶的c轴成45°交角,附生结晶的接触面为LLDPE的(100)和IPP的(010).而在LLDPE含量大于50％时,LLDPE形成独立的相区,则不存在附生结晶现象,结果两种片晶的生长方向均垂直于拉伸方向.在135℃热处理15min,然后自然冷却的LLDPE/IPP共混物薄膜中,当LLDPE含量≤50％时,LLDPE仍然在IPP上附生生长,二者的结构关系与热处理前的相同.     

超声辐照下聚乙烯熔体挤出流变特性的研究

研究了超声辐照作用下HDPE和LLDPE的挤出流变特性。结果表明,超声辐照可以促进聚乙烯分子链段的运动,降低熔体的挤出口模压力和表观粘度,明显提高聚乙烯熔体的流动性,使挤出物外观质量明显提高,为改善聚乙烯的加工性能及制品质量提供了新途径。     

茂金属聚乙烯和低密度聚乙烯共混物的流变行为

研究了茂金属催化乙烯丁烯1共聚物mPE和LDPE共混物的流变行为.测定了一系列共混物的稳态剪切粘度和动态粘弹性,用改进Cross模型拟合实验数据.mPE的零切粘度η₀较小,从牛顿型转变为非牛顿型所需的剪切速率较大,转变应力较高,在挤出加工剪切速率范围内熔体粘度高,对剪切敏感性差,这是由于它有较低的重均分子量、窄的分子量分布(M_w/M_n=21)所致.对于对数加和规律,共混物η₀在mPE/LDPE为50/50和25/75时有强烈的正偏差,这是由于共混物自由体积减小所致.共混物的转变应力τ^*和非牛顿指数n随LDPE加入量增大而降低,表明共混物对剪切的敏感性提高,加工性得到改善.G'和G”的一致性说明mPE和LDPE共混是相容的.     

聚乙烯在天然橡胶／聚乙烯共混体系中的结晶行为

本工作主要利用DSC、x-射线衍射、小角激光光散射以及偏光显微镜等方法,对天然橡胶/低密度聚乙烯共混体系(NR/LDPE)中LDPE的晶体结构、结晶度、球晶尺寸和形态、微晶尺寸、成核过程以及结晶动力学等方面进行了研究,得到了一些有意义的结果。     

苯乙烯单体对不同分子形态聚乙烯的扩散聚合行为

采用苯乙烯(St)单体对具有不同分子形态的聚乙烯(PE)进行了扩散聚合行为研究.结果表明,与高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)相比,由于低密度聚乙烯(LDPE)中长支链的存在导致其结晶度最低,因此LDPE能够为St单体扩散提供更多的自由体积,故St单体的扩散速率最快,聚苯乙烯(PS)扩散饱和值最高.PS在不同种类的PE颗粒中均呈现为"M"型分布,且在不同PE颗粒中PS纳米微球粒径基本相同.部分扩散到PE颗粒内部的St会对PE接枝形成PE-g-PS,这种接枝物在相界面处可作为相容剂减小分散相的尺寸,增加分散相和基体间的界面黏合力,同时可使材料的拉伸强度和杨氏模量得到明显提高.     

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。     

线形低密度聚乙烯／废胶粉热塑弹性体动态硫化性能研究

利用动态硫化法制备了线形低密度聚乙烯(LLDPE)/废胶粉(GTR)热塑弹性体。重点研究了两种交联剂:硫和过氧化二异丙苯(DCP)对共混物性能的影响。加入一定量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物作为增容剂。结果表明,经过DCP动态硫化后的共混物的力学性能比简单共混的共混物有明显的提高,而加入硫磺体系对共混物力学性能影响不大甚至有所下降。通过红外光谱、热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)对共混物的热行为和表面形态研究表明,加入DCP交联剂使LLDPE、SBS和胶粉之间发生了交联反应,从而增加了胶粉颗粒与LLDPE间的界面相容性,使其热塑性弹性体的力学性能得以提高。     

高密度聚乙烯/丁基橡胶共混体系形态与性能的研究

高密度聚乙烯(HDPE)与丁基橡胶(IIR)共混后,耐环境应力开裂性(ESCR)和抗冲击强度得到了提高。当IIR含量小于50％时,共混物中HDPE的晶格、结晶度、熔点保持未变。随IIR含量的增加,进入HDPE片晶间无定形区域的IIR量增加。少量IIR链段沿HDPE片晶厚度方向把一些片晶连接起来,共混物的抗冲击强度和ESCR因而获得显著提高。     

茂金属聚乙烯共混体系液液相分离行为

研究了茂金属催化的高密度聚乙烯 (mPEO)和传统工艺生产的低密度聚乙烯 (LDPE)共混体系液 液相分离行为 .用DSC测试了共混体系在两种聚乙烯熔点之间的等温结晶动力学 ,发现共混体系经过 15 0℃培养 ,其等温结晶速率明显增快 .在排除成核作用和共结晶的影响后 ,表明上述结果是由于聚乙烯共混体系在熔融态发生了液 液相分离引起的 .从而为聚乙烯共混体系液 液相分离的存在提供了新证据     

国外聚乙烯催化工艺研究进展

聚乙烯(PE)以其性优、价廉的优势,成为通用合成树脂中产量最大的品种,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、以及一些具有特殊性能的专用料树脂。催化剂是聚烯烃工业的核心,通过调控活性中心和改善聚合工艺,提高了催化剂活性,完善了所得聚烯烃的性能,推动了聚乙烯工业的蓬勃发展。研发特殊性能或优异性能聚烯烃树脂的催化剂,是目前聚烯烃领域关注的焦点。本文对近年来国外聚乙烯催化剂的研究进展进行了综述,重点阐述了目前研究开发中的催化工艺,涵盖了Ziegler-Natta催化剂、铬催化剂、茂金属催化剂、过渡金属催化剂以及制备双峰或宽峰分布聚烯烃的复合催化剂等;对各类新型催化剂的制备方法和工艺特点进行了总结,同时指明了相关工艺的研发公司,以便国内相关研究部门借鉴。