原位X射线研究拉伸过程中间规聚丙烯晶体熔融与晶体取向关系

间规聚丙烯熔体(sPP)淬冷至液氮温度并保持5 min, 于20, 40, 80, 120 ℃下等温退火10 h, 制备出具有不同片晶厚度的样品. 在室温条件下, 利用原位X射线在线研究sPP样品拉伸过程中应力诱导的晶体熔融和晶体取向关系. 结果表明, 在单轴拉伸过程中, 应力导致的晶体熔融和晶体取向同时发生, 即两者在同一应变、 同一应力下同时发生, 这一特性不受片晶厚度的影响. 随着片晶厚度的增加, 晶体熔融和取向需要的临界应力不断增大, 在所研究范围内, 该临界应力的增加和片晶厚度基本呈线性关系. 另外, 随着片晶厚度增大, 样品的弹性模量、 屈服强度和应变硬化模量均有一定程度的增大.     

去氢枞酸类成核剂改性聚丙烯的非等温结晶动力学研究

对以去氢枞酸盐为成核剂的聚丙烯非等温结晶动力学进行了研究，用修正Avrami方程的Jexiorny法和莫志深法进行处理。结果表明：修正Avrami方程的Jeziorny方法和莫志深法都适用于去氢枞酸类成核剂改性的聚丙烯的非等温结晶动力学。在同样的降温速率下纯聚丙烯的t1/2比成核聚丙烯的t1／2要长，当降温速率为20K/min时，纯聚丙烯和成核聚丙烯的t1/2分别为0．78min和0．51min。同时从莫志深法得到的F(T)结果可以看出，达到相同的结晶度时纯聚丙烯所需的降温速率要大于成核聚丙烯所需的降温速率，说明成核剂的加入提高了聚丙烯的结晶速率。从Jeziorny法求出的纯聚丙烯和成核聚丙烯的Avrami指数分别为4．46和2．77，表明成核剂改变了聚丙烯的结晶成核和生长方式。     

PP／EPO共混体系混容性与结晶结构

WAXD方法测定表明PP/EPO共混体系的结晶度随EPO组份含量的增加而降低,晶胞参数与组份比无关,并计算了第二类晶格畸变。根据PP/EPO的DSC和扭辫实验得出在所有组成下PP/EPO共混体系是不相容的。但在非晶区可能部分相容。     

聚丙烯/聚乙烯共混物的辐射凝胶生成动力学研究

本文研究辐照PP/HDPE共混物的溶胶生成分数s与辐照剂量R的关系,结果表明适用于某些纯聚合物辐射交联规律的Charlesby-Pinner关系式和陈-刘-唐关系式皆不适用于PP/HDPE共混体系。张万喜等人曾研究过许多纯聚合物的辐射交联,提出裂解度正比于R~β的假定,β是与高分子结构相关的参数,这个假定可与大多数聚合物的辐射交联实验数据符合。同样的假定被应用于本文的共混体系,不同的是根据共混物结构特点对R~β项进行了必要的修正,即共混物的R~β=∑f_iR~(βI),其中f_i,β_i分别为共混物第i组分的重量分数及β值。用修正后的R~β处理辐照PP/HDPE共混物的实验数据,R(s+√s)～R~β,有很好的线性关系。     

膨胀型类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及应用研究

以双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺为原料,合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂。通过实验提出了合成该阻燃剂的最佳反应条件为：双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺反应物料摩尔配比为1／2．5／2.0／3．45、反应时间4h和反应温度120℃。红外吸收图谱分析表明该阻燃剂具有环状结构,在热重分析和差热分析中该阻燃剂显示出优异的热稳定性和很高的成碳性。以该阻燃剂掺入聚丙烯中,阻燃效果显著,经测试阻燃聚丙烯的极限氧指数(LOI)为33．6,烟密度等级(SDR)为44．25,通过了UL94V-0级。     

STRUCTURING ＆ RHEOLOGY OF MOLTEN POLYMER／CLAY NANOCOMPOSITES

The evolution and the origin of “solid-like state” in molten polymer/clay nanocomposites are studied. Using polypropylene/clay hybrid (PPCH) with sufficient maleic anhydride modified PP (PP-MA) as compatibilizer, well exfoliation yet solid-like state was achieved after annealing in molten state. Comprehensive linear viscoelasticity and non-linear rheological behaviors together with WAXD and TEM are studied on PPCH at various dispersion stages focusing on time,temperature and deformation dependencies of the “solid-like” state in molten nanocomposites. Based on these, it is revealed that the solid-structure is developed gradually along with annealing through the stages of inter-layer expansion by PP-MA,the diffusion and association of exfoliated silicate platelets, the formation of band/chain structure and, finally, a percolated clay associated network, which is responsible for the melt rigidity or solid-like state. The network will be broken down by melt frozen/crystallization and weakened at large shear or strong flow and, even more surprisingly, may be disrupted by using trace amount of silane coupling agent which may block the edge interaction of platelets. The solid-like structure causes characteristic non-linear rheological behaviors, e.g. residual stress after step shear, abnormal huge stress overshoots in step flows and, most remarkably, the negative first normal stress functions in steady shear or step flows. The rheological and structural arguments challenge the existing models of strengthened entangled polymer network by tethered polymer chains connecting clay particles or by chains in confined melts or frictional interaction among tactoids. A scheme of percolated networking of associated clay platelets, which may in band form of edge connecting exfoliated platelets, is suggested to explain previous experimental results.     

聚丙烯熔融接枝马来酸酐反应机理的研究

改变聚丙烯（PP）熔融接枝马来酸酐（MAH）反应中的单体和引发剂的浓度以及添加适当助剂,考察了接枝产物的接枝率和恒定剪切应力（600kPa)及温度（210℃）下的剪切粘度,验证了作先前所提出的PP熔融接枝MAH的反应机理。即：在PP熔融接枝MAH的过程中,过氧化物自由基在熔融接枝过程中直接引发MAH单体及MAH单体在聚丙烯的大分子链段发生β断裂前直接被其引发而产生的接枝反应是影响产物的接枝率和分子量的关键。在不改变单体和引发剂浓度的情况下,降低过氧化物自由基在熔融接枝过程中直接引发MAH单体反应的程度而提高聚丙烯的大分子自由基直接引发MAH单体的反应趋势,是提高接枝产物接枝率和分子量的有效途径。     

聚异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯膜表面接触角温敏性“黏滑”行为研究

固体表面尤其是温敏性表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响, 本文报道了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝聚丙烯微孔膜表面水接触角的温敏性“黏滑”现象. 扫描电镜被用于表征接枝膜表面的形貌变化, 发现在PNIPAM的低临界共溶温度(LCST)以上膜表面接枝层突起较为明显. 水接触角实验表明未改性聚丙烯膜表面的前进角和后退角行为正常, 且随温度无明显变化, 而PNIPAM接枝膜在LCST以上则出现了“黏滑”现象(stick-slip). “黏滑”行为产生的主要原因可能是在LCST以上PNIPAM链的收缩使得膜表面出现能垒, 因而造成液滴三相线的“黏滑”.     

共溶剂对超临界CO_2注入技术制备聚丙烯/SiO_2纳米复合材料的影响(英文)

采用超临界CO2注入技术制备聚合物-无机纳米粒子复合材料,以乙醇作为共溶剂,在超临界CO2中将正硅酸乙酯(TEOS)注入到聚丙烯(PP)中,重点研究共溶剂乙醇对TEOS在PP中注入率的影响.实验结果表明注入率随着共溶剂加入先增加后减小.同时研究了在共溶剂的存在下其他实验条件对注入率的影响.并采用卢瑟福背散射能谱法(RBS)分析了聚丙烯/SiO2纳米复合材料的注入元素深度分布,发现Si元素在PP中的浓度分布不均匀,随着深度的增加而减小.     

微层共挤出(PP+EVOH)/PP阻隔材料的结构与性能研究

利用微层共挤出技术制备了具有交替层状结构的(PP+EVOH)/PP复合材料,其中PP为聚丙烯,EVOH为乙烯-乙烯醇其聚物.通过扫描电子显微镜观察、气体渗透实验、差示扫描量热仪分析以及力学性能测试研究了微层共挤出复合材料的形态结构及其对复合材料气体阻隔性能、力学性能以及结晶性能的影响.研究结果表明,通过微层共挤出技术,PP层和(PP+EVOH)层沿挤出方向交替排列,EVOH在PP基体中的的分散形态由零维球形变为一维纤维状,进而演变为二维片状.这些形态导致微层共挤出材料的氮气渗透系数和断裂伸长率较普通共混物分别下降了两个数量级和提高了27倍,并且显著影响其结晶行为.当层数超过64层后,由于PP层减薄,界面增多,EVOH不仅对(PP+EVOH)层中PP相存在结晶成核作用,而且对PP层也有结晶成核作用.