聚烯烃老化的时空谱——多因素耦合老化动力学研究

聚烯烃的自然老化是光照、温度、湿度和氧气多种环境因素综合作用的结果,但长期以来,无法通过实验室加速得到模拟综合条件下的老化结果 .本文采用自主设计开发的多因素耦合老化评价系统,可以实现光照、温度、湿度和氧气条件的可控加载,测定高分子材料在不同条件组合下老化时产生的气相降解产物(如CO₂)的生成速率,以此来评价材料的稳定性.以聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)为典型体系,建立了二者关于温度、光照强度、湿度和氧气浓度的单因子老化速率方程,并基于此建立了PP和PE的多因素耦合老化动力学模型.通过测定不同条件下的老化速率,拟合得到了PP和PE的多因素耦合老化动力学方程,并计算得到了PP和PE的全国"老化速率地图"和逐月"老化速率时间谱",对PP和PE的应用提供了重要的指导.进行了PP和PE对不同条件因子的敏感性分析.研究发现,PP对光照强度和湿度的敏感性显著高于PE,对氧气浓度的敏感性略高于PE,而对温度的敏感性要低于PE.     

填充增韧聚丙烯复合材料的断裂韧性及增韧机理

用表面处理的ＣａＣＯ３填充聚丙烯（均聚物ＰＰ），ＰＰ／ＣａＣＯ３复合材料的杨氏模量和缺口冲击强度同时得到增加，克服了通常填料填充聚合物降低韧性的缺点．用Ｊ积分研究其断裂韧性给出：裂纹扩展阻力ｄＪ／ｄ（△ａ）低是聚丙烯缺口脆性的主要原因，随着填料体积分数Ｖｆ的增加ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｃ出现一极大值，但其裂纹扩展阻力却不断增大；用裂纹引发点后的Ｊｃ＝Ｊｃ＋［ｄＪ／ｄ（△ａ）］·△ａ＝Ｊｅ（Ｊ积分弹性分量）＋Ｊｐ（Ｊ积分塑性分量）可全面表征韧性聚合物材料的断裂韧性；ＰＰ／ＣａＣＯ３的Ｊｐ明显增加，是裂纹扩展阻力和Ｊｔ增加的原因．ＳＥＭ分析结出，ＣａＣＯ３填料在裂尖损伤区内引起强烈的空洞化损伤，并增强了裂尖钝化破坏过程，这些细观损伤机制的变化，导致能量耗散增加，可用滞后分量Ｊｈ定量表征．由此给出聚合物材料被增韧的Ｊ积分判据为：复合材料的Ｊｈ＞基体的Ｊｈｍ．     

聚乙烯-碳酸钙复合材料的光氧化降解及沿深度的分布

研究了聚乙烯-碳酸钙复合材料薄膜和厚试样的自然光氧化降解.结果表明,碳酸钙含量对复合材料的氧化程度影响不大,但羟基指数随碳酸钙含量增大而增大.不同的表面处理对复合材料的氧化降解影响很大,用钛酸酯进行表面处理,可大大促进聚乙烯的氧化降解,其它的偶联剂则没有明显的影响.用显微红外研究厚试样中氧化程度随深度的变化,发现从表面到中心,不同体系的羰基指数表现出不同程度的衰减,断面呈不同的老化形貌.含钛酸酯的体系,羰基指数沿深度方向明显下降,曲线的转折点与断面上的裂纹深度相对应.填充碳酸钙以及碳酸钙的表面处理会明显降低聚乙烯的结晶度.结合氧化程度分布、裂纹以及结晶度对复合材料的光氧化机理进行了讨论.     

聚酰胺6/蒙脱石纳米复合材料的紫外光老化

聚合物 /层状硅酸盐纳米复合材料的研究十分活跃 [1～ 4 ] .聚酰胺 6/蒙脱石 ( PA6/MMT)纳米复合材料与纯聚酰胺 6( PA6)相比 ,模量和强度明显提高 ,耐热性能提高尤为显著 .光氧化行为材料科学领域的重要研究课题 .Admas等 [5]报道在紫外光照射下 ,聚丙烯 /粘土纳米复合材料的氧化速度要比纯聚丙烯的快 .对于 PA6/MMT纳米复合材料的光老化研究尚未见报道 .本文以傅里叶变换红外光谱定量研究手段 ,对比分析了 PA6/MMT纳米复合材料与 PA6的紫外光氧化性能 .1　实验部分　　采用熔体插层技术 ,将 PA6( Honeywell B1 0 0 MP)和有机蒙…     

橡胶的老化机理及老化行为的研究进展

橡胶制品在使用过程中会受到热、氧、热氧、光、辐照及机械应力等因素影响,会产生降解、交联等老化行为.不同种类橡胶因其使用环境和要求不同,其老化机理也各不相同.本文介绍了橡胶老化的化学机理、研究方法及预测方法和模型,综述了近年来不同品种的橡胶及橡胶/橡胶并用体系的老化行为研究进展.通过对橡胶老化行为和机理的综述,有助于系统...     

聚丙烯基纳米碳纤维复合材料结晶行为研究

采用示差扫描量热法(DSC)研究了纳米碳纤维对PP／CNF复合材料中PP结晶行为的影响。结果表明：纳米碳纤雏可提高PP的结晶温度，但略降低其结晶速率和结晶度。提高纳米碳纤雏含量或减小纳米碳纤雏直径，PP结晶行为的上述变化更为明显，但结晶速率随纳米碳纤维含量出现先减小后增大的趋势。     

聚丙烯/石墨纳米复合材料的导电性能研究

磨盘碾磨固相剪切复合技术(S3C)是制备聚合物 石墨导电复合材料的有效途径,所得聚丙烯 膨胀石墨复合材料具有纳米插层复合结构,石墨纳米片层的相互搭接可形成导电网络,具有纳米间隙的石墨插层结构可形成隧道电流,从而大幅度降低复合体系的导电逾渗阈值,在低填充量实现聚合物复合材料高电导性,与熔体共混相比,导电逾渗阈值由4 .3vol%降低到0 . 5 5vol% ,在石墨含量为4 .0 1vol%时,电导率提高10个数量级.     

氯化聚烯烃的研究进展

综述了氯化聚烯烃(氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯化天然橡胶)的制备反应机理、结构、性能、典型工艺及其应用方面的研究进展。     

一种新型老化评价系统及在聚乙烯复合材料中的应用

建立了一种高灵敏度、多环境因素耦合的新型老化评价系统,可以实现在光、热、氧、湿等多种环境因素条件的耦合下,对高分子材料快速、灵敏、实时、无损的老化评价.该系统被用于聚乙烯(PE)复合材料的稳定性和老化状态的评价以及PE老化动力学的研究.结果表明,该系统测定的CO2生成速率与PE复合材料自然老化下的氧化程度具有良好的对应性,同时能够精确反映PE复合材料的自然老化状态—不同自然老化时间的PE复合材料,其CO2生成速率与羰基指数的对数呈线性关系.此外,该系统还可以快速、准确地测定PE老化过程的活化能.     

高填充可降解淀粉基聚烯烃材料的制备及其堆肥降解

制备了高填充的聚乙烯（PE）-淀粉-碳酸钙（CaCO3）三元复合材料,根据ASTM D6400标准对该材料进行了堆肥降解。采用熔体流动速率（MFI）、差示扫描量热分析（DSC）、扫描电镜分析（SEM）等方法研究了该复合材料的堆肥降解行为。结果表明：堆肥降解过程中,熔体流动速率（MFI）在堆肥1个月左右出现极小值;降解过...     

Outer-Shell Self-Supported Nickel Catalysts for the Synthesis of Polyolefin Composites

In situ heterogeneous olefin polymerization has attracted much attention for the synthesis of polyolefin composites. However, the complicated syntheses of specially designed catalysts or the detrimental effects of interactions between catalyst and solid supports pose great challenges. In this contribution, an outer-shell self-supporting strategy was designed to heterogenize nickel catalysts on different fillers via precipitation homopolymerization of ionic cluster type polar monomer. These catalysts demonstrated high activity, good product morphology control, and stable performances in ethylene polymerization and copolymerization. Moreover, various polyolefin composites with great mechanical and customized properties can be efficiently synthesized.     

超分子聚合物复合材料及其自愈合行为

超分子聚合物复合材料定义为纤维、填料等增强体均匀分散在超分子聚合物基体中的复合材料。根据超分子聚合物与增强体之间化学键连接的不同可分为三种类型:(1)无化学键;(2)共价键;(3)非共价键。超分子聚合物复合材料与分子聚合物复合材料共同组成了完整的聚合物复合材料体系。本文综述可自愈合的氢键、π-π堆叠和金属配位型超分子聚合物复合材料的研究进展。     

聚烯烃共价键接枝纳米材料及其聚烯烃纳米复合材料

聚烯烃纳米复合材料为聚烯烃材料带来广阔的性能提升空间,其研究开发工作引起了人们的广泛关注。聚烯烃共价键接枝纳米材料在制备高性能聚烯烃纳米复合材料方面有重要应用。接枝聚烯烃提高了纳米材料与聚烯烃基体之间的相容性,提供良好的界面作用力,从而有效促进纳米材料在聚烯烃基体中均匀分散、极大提高了聚烯烃纳米复合材料的相关性能。三种途径可以用来制备聚烯烃共价键接枝纳米材料:Graft-onto、Graft-from、Graft-through。Graft-onto方法是端基或侧基功能化聚烯烃与纳米材料表面活性基团或碳结构进行接枝反应的过程。由于功能化聚烯烃具有高度反应活性且方便得到,Graft-onto方法占据了制备聚烯烃共价键接枝纳米材料的主流。Graft-from和Graft-through方法中聚烯烃接枝过程即为烯烃聚合过程,实施较为困难,因而文献报道相对较少。本文对聚烯烃共价键接枝纳米材料的制备及其相应的聚烯烃纳米复合材料的最新研究进展进行了综述,着重讨论了聚烯烃接枝对聚烯烃纳米复合材料性能的影响。所涉及纳米材料包括二氧化硅(零维)、碳纳米管(一维)和石墨烯(二维)。     

Resistivity-Temperature Behavior of CB-Filled HDPE Foaming Composites

High-density polyethylene/carbon black foaming conductive composites were prepared from acetylene black（ACEY） and super conductive carbon black（HG-1P） as conductive filler, low-density polyethylene（LDPE） as the second component, ethylene-vinyl acetate（EVA） and ethylene propylene rubber（EPR） as the third component, azobisformamide（AC） as foamer, and dicumyl peroxide（DCP） as cross-linker. The structure and resistivity-temperature behavior of high-density polyethylene（HDPE）/CB foaming conductive composites were investigated. Influences of carbon black, LDPE, EVA, EPR, AC, and DCP on the foaming performance and resistivity-temperature behavior of HDPE/CB foaming conductive composites were also studied. The results reveal that HDPE/CB foaming conductive composite exhibits better switching characteristic; ACET-filled HDPE foaming conductive composite displays better positive temperature coefficient（PYC） effect; whereas super conductive carbon black（HG-1P）-filled HDPE foaming conductive composite shows better negative temperature coefficient（NTC） effect.     

Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效析出行为的TEM研究

Al-Zn-Mg-Cu合金是一种时效强化高强变形铝合金,长期以来广泛应用于航空航天等工业领域[1,2].其性能主要由时效过程中的时效析出相决定.研究不同时效状态下合金时效析出相的显微组织结构,对明确组织与性能的关系、确定合理的热处理工艺、改善合金的综合性能具有重要的理论意义和工程实用价值.     

Polyolefin alloys and blends

Blends of polyolefins are reviewed from the perspective of a historic evolution of technology. Blends of polyethylenes, polypropylene, and ethylene-propylene copolymers, with either a commodity, engineering or specialty resin, are discussed.     

弹道明胶老化初级阶段的模型

用流变震荡模式研究了10 wt%浓度的弹道明胶在冷却和等温下的老化行为.对明胶从sol-gel点冷却到某个目标温度的过程,通过不同冷却速率的实验,建了一个弹性模量与温度的线性关系.不同温度下明胶的等温老化实验表明,弹性模量-时间曲线具有相似的形状.依据Normand提出的二级反应动力学模型,引入一个表征明胶老化行为的速率常数,构建了一个预测弹道明胶在老化初级阶段的弹性模量演化的模型.该模型中模量-温度关系在初始和无穷大时是直线,其他模量-温度线是近似直线,并交于sol-gel点.老化速率常数和过冷度之间符合Flory-Weaver方程.对弹性模量和老化时间进行归一化处理,可将不同温度下的老化曲线叠加成一条主曲线.