高等規(guī)聚丙烯/高等規(guī)聚丁烯-1釜內(nèi)合金的合成及結(jié)構(gòu)與性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-04 13:52
高等規(guī)聚丁烯-1(iPB)具有良好的耐熱蠕變性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性和耐磨損性能等,是發(fā)展冷熱水管道的理想材料。但由于iPB室溫下晶型轉(zhuǎn)變速率緩慢,這給聚丁烯-1的成型和加工帶來了困難,另外,聚丁烯-1的低彎曲強(qiáng)度和模量也限制了它的應(yīng)用。本論文旨在保持iPB良好的性能基礎(chǔ)上,通過反應(yīng)器顆粒技術(shù)引入高等規(guī)聚丙烯(iPP)組分,iPP組分不僅能有效地加快iPB的晶型轉(zhuǎn)變速率,提高材料的模量,而且高韌性的iPB也能改善iPP的低溫脆性。本論文采用兩段聚合法在反應(yīng)釜內(nèi)直接生成iPP/iPB合金。一段聚合:丙烯單體通過淤漿聚合制備高等規(guī)聚丙烯顆粒;二段聚合:向聚合體系中引入丁烯-1單體,以一段聚合得到的活性聚丙烯顆粒作為微型反應(yīng)器引發(fā)丁烯-1本體聚合,從而制備iPP/iPB釜內(nèi)合金。采用索氏抽提分級法將iPP/iPB釜內(nèi)合金分成三種級分,采用DSC、FTIR、 13C-NMR等對各級分進(jìn)行了表征,發(fā)現(xiàn)合金主要由高等規(guī)聚丁烯-1、高等規(guī)聚丙烯組成,同時(shí)含有少量的丙烯-丁烯-1嵌段共聚物及無定型聚合物(無規(guī)聚丙烯和無規(guī)聚丁烯-1),提出了合金各組分的聚合形成機(jī)理。通過掃描電子顯微鏡觀察了催化劑、iPP、...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 引言
1.2 聚丙烯和聚丁烯-1簡述
1.2.1 聚丙烯
1.2.2 聚丁烯-1
1.3 催化劑體系的發(fā)展
1.3.1 烯烴聚合催化劑體系的發(fā)展
1.3.2 聚烯烴合金催化劑體系的發(fā)展
1.4 聚烯烴合金聚合工藝技術(shù)的進(jìn)展
1.4.1 基于傳統(tǒng)Ziegler-Natta催化劑體系
1.4.1.1 Spheripol工藝
1.4.1.2 Catalloy工藝
1.4.2 基于復(fù)合催化劑體系和多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器
1.4.2.1 多催化劑反應(yīng)器顆粒技術(shù)(MRGT)
1.4.2.2 Hivalloy工藝
1.4.3 基于復(fù)合催化劑體系和多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器
1.4.3.1 Spherizone工藝
1.4.3.2 序貫聚合工藝
1.5 聚烯烴合金的結(jié)構(gòu)與形態(tài)
1.5.1 聚烯烴合金的結(jié)構(gòu)表征
1.5.1.1 溶劑萃取分級法
1.5.1.2 溫度梯度萃取分級法
1.5.1.3 升溫淋洗分級法
1.5.1.4 等溫?zé)岱旨?br> 1.5.1.5 逐步結(jié)晶分級法
1.5.1.6 小結(jié)
1.5.2 聚烯烴合金的形態(tài)表征及粒子增長機(jī)理研究
1.6 聚烯烴合金的性能與用途
1.6.1 聚丙烯/橡膠彈性體合金
1.6.2 聚丙烯/聚乙烯合金
1.6.3 聚丙烯/聚丁烯-1合金
1.7 本課題研究意義及主要研究內(nèi)容
第二章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的合成與結(jié)構(gòu)表征
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 聚合反應(yīng)裝置
2.2.3 聚合反應(yīng)
2.2.4 分級方法
2.2.5 測試表征
2.2.5.1 紅外光譜測試
2.2.5.2 DSC測試
2.2.5.3 ~(13)C-NMR測試
2.2.5.4 熔體流動(dòng)速率的測定
2.2.5.5 GPC測試
2.2.5.6 粘均分子量的測定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 iPP/iPB合金的合成
2.3.2 iPP/iPB釜內(nèi)合金的分級與級分組成表征
2.3.2.1 乙醚可溶物(A級分)
2.3.2.2 正庚烷可溶物(B級分)
2.3.2.3 正庚烷不溶物(C級分)
2.3.3 iPP/iPB釜內(nèi)合金中各種組分的形成機(jī)理
2.4 本章小結(jié)
第三章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒形態(tài)表征及顆粒生長機(jī)理的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 測試表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 催化劑的顆粒形態(tài)
3.3.2 iPP的顆粒形態(tài)
3.3.3 iPB的顆粒形態(tài)
3.3.4 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒形態(tài)
3.3.5 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒增長機(jī)理
3.4 本章小結(jié)
第四章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的物理力學(xué)性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 測試表征
4.2.2.1 熱性能的測試
4.2.2.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測試
4.2.2.3 力學(xué)性能測試
4.2.2.4 晶型轉(zhuǎn)變的測試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 iPP/iPB釜內(nèi)合金的熱性能的研究
4.3.2 iPP/iPB釜內(nèi)合金的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的研究
4.3.3 iPP/iPB釜內(nèi)合金和機(jī)械共混物的力學(xué)性能對比
4.3.3.1 拉伸性能
4.3.3.2 彎曲性能
4.3.3.3 沖擊性能
4.3.3.4 維卡軟化點(diǎn)和硬度
4.3.4 iPP/iPB釜內(nèi)合金的晶型轉(zhuǎn)變的研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]炭黑對PB-1/PP合金熔融和結(jié)晶行為的影響[J]. 張明明,陳爽晴,李寧,薛美玲. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用. 2014(03)
[2]PB-1/PP共混合金的結(jié)晶形態(tài)與動(dòng)態(tài)流變性[J]. 曾威,張美秋,陳素蘭. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF SPHERICAL PP/PB ALLOYS WITH MgCl2-SUPPORTED ZIEGLER-NATTA CATALYST[J]. 賀愛華. Chinese Journal of Polymer Science. 2012(05)
[4]熱處理對PB-1/PP共混體系性能的影響[J]. 李樹材,胡漢林,張美秋,李淼. 塑料科技. 2011(09)
[5]抗沖共聚聚丙烯結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 盧曉英,義建軍. 高分子通報(bào). 2010(08)
[6]i-PB/PP共混體系力學(xué)性能和結(jié)晶性能的研究[J]. 黃佃平,江云濤,胡紅旗,姚薇,黃寶琛. 塑料. 2008(02)
[7]結(jié)晶分級技術(shù)在支化聚乙烯研究中的應(yīng)用[J]. 宋士杰,馮嘉春,武培怡,楊玉良,喬金梁. 高分子通報(bào). 2008(03)
[8]聚丙烯合金技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 杜威,姜濤,寧英男. 石油化工. 2008(02)
[9]聚丙烯釜內(nèi)合金技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 胡徐騰,李振宇,;,董金勇. 石油化工. 2006(05)
[10]聚乙烯/聚丙烴反應(yīng)器合金的制備[J]. 張艷中,李小年,蔣爭光,馬培良. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
博士論文
[1]高性能聚烯烴的微結(jié)構(gòu)研究[D]. 佟翠艷.東北師范大學(xué) 2008
[2]聚乙烯/聚丙烯反應(yīng)器合金及其接枝共聚物的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張艷中.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器丙烯聚合與模擬分析[D]. 吳鋼良.浙江大學(xué) 2011
[2]PP/EPR反應(yīng)釜合金的形態(tài)及結(jié)晶動(dòng)力學(xué)[D]. 李英.浙江大學(xué) 2010
[3]多段序貫聚合法調(diào)控PP/EPR反應(yīng)器合金的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 王曉峰.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3669659
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 引言
1.2 聚丙烯和聚丁烯-1簡述
1.2.1 聚丙烯
1.2.2 聚丁烯-1
1.3 催化劑體系的發(fā)展
1.3.1 烯烴聚合催化劑體系的發(fā)展
1.3.2 聚烯烴合金催化劑體系的發(fā)展
1.4 聚烯烴合金聚合工藝技術(shù)的進(jìn)展
1.4.1 基于傳統(tǒng)Ziegler-Natta催化劑體系
1.4.1.1 Spheripol工藝
1.4.1.2 Catalloy工藝
1.4.2 基于復(fù)合催化劑體系和多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器
1.4.2.1 多催化劑反應(yīng)器顆粒技術(shù)(MRGT)
1.4.2.2 Hivalloy工藝
1.4.3 基于復(fù)合催化劑體系和多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器
1.4.3.1 Spherizone工藝
1.4.3.2 序貫聚合工藝
1.5 聚烯烴合金的結(jié)構(gòu)與形態(tài)
1.5.1 聚烯烴合金的結(jié)構(gòu)表征
1.5.1.1 溶劑萃取分級法
1.5.1.2 溫度梯度萃取分級法
1.5.1.3 升溫淋洗分級法
1.5.1.4 等溫?zé)岱旨?br> 1.5.1.5 逐步結(jié)晶分級法
1.5.1.6 小結(jié)
1.5.2 聚烯烴合金的形態(tài)表征及粒子增長機(jī)理研究
1.6 聚烯烴合金的性能與用途
1.6.1 聚丙烯/橡膠彈性體合金
1.6.2 聚丙烯/聚乙烯合金
1.6.3 聚丙烯/聚丁烯-1合金
1.7 本課題研究意義及主要研究內(nèi)容
第二章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的合成與結(jié)構(gòu)表征
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 聚合反應(yīng)裝置
2.2.3 聚合反應(yīng)
2.2.4 分級方法
2.2.5 測試表征
2.2.5.1 紅外光譜測試
2.2.5.2 DSC測試
2.2.5.3 ~(13)C-NMR測試
2.2.5.4 熔體流動(dòng)速率的測定
2.2.5.5 GPC測試
2.2.5.6 粘均分子量的測定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 iPP/iPB合金的合成
2.3.2 iPP/iPB釜內(nèi)合金的分級與級分組成表征
2.3.2.1 乙醚可溶物(A級分)
2.3.2.2 正庚烷可溶物(B級分)
2.3.2.3 正庚烷不溶物(C級分)
2.3.3 iPP/iPB釜內(nèi)合金中各種組分的形成機(jī)理
2.4 本章小結(jié)
第三章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒形態(tài)表征及顆粒生長機(jī)理的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 測試表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 催化劑的顆粒形態(tài)
3.3.2 iPP的顆粒形態(tài)
3.3.3 iPB的顆粒形態(tài)
3.3.4 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒形態(tài)
3.3.5 iPP/iPB釜內(nèi)合金的顆粒增長機(jī)理
3.4 本章小結(jié)
第四章 iPP/iPB釜內(nèi)合金的物理力學(xué)性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 測試表征
4.2.2.1 熱性能的測試
4.2.2.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測試
4.2.2.3 力學(xué)性能測試
4.2.2.4 晶型轉(zhuǎn)變的測試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 iPP/iPB釜內(nèi)合金的熱性能的研究
4.3.2 iPP/iPB釜內(nèi)合金的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的研究
4.3.3 iPP/iPB釜內(nèi)合金和機(jī)械共混物的力學(xué)性能對比
4.3.3.1 拉伸性能
4.3.3.2 彎曲性能
4.3.3.3 沖擊性能
4.3.3.4 維卡軟化點(diǎn)和硬度
4.3.4 iPP/iPB釜內(nèi)合金的晶型轉(zhuǎn)變的研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]炭黑對PB-1/PP合金熔融和結(jié)晶行為的影響[J]. 張明明,陳爽晴,李寧,薛美玲. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用. 2014(03)
[2]PB-1/PP共混合金的結(jié)晶形態(tài)與動(dòng)態(tài)流變性[J]. 曾威,張美秋,陳素蘭. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[3]PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF SPHERICAL PP/PB ALLOYS WITH MgCl2-SUPPORTED ZIEGLER-NATTA CATALYST[J]. 賀愛華. Chinese Journal of Polymer Science. 2012(05)
[4]熱處理對PB-1/PP共混體系性能的影響[J]. 李樹材,胡漢林,張美秋,李淼. 塑料科技. 2011(09)
[5]抗沖共聚聚丙烯結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 盧曉英,義建軍. 高分子通報(bào). 2010(08)
[6]i-PB/PP共混體系力學(xué)性能和結(jié)晶性能的研究[J]. 黃佃平,江云濤,胡紅旗,姚薇,黃寶琛. 塑料. 2008(02)
[7]結(jié)晶分級技術(shù)在支化聚乙烯研究中的應(yīng)用[J]. 宋士杰,馮嘉春,武培怡,楊玉良,喬金梁. 高分子通報(bào). 2008(03)
[8]聚丙烯合金技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 杜威,姜濤,寧英男. 石油化工. 2008(02)
[9]聚丙烯釜內(nèi)合金技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 胡徐騰,李振宇,;,董金勇. 石油化工. 2006(05)
[10]聚乙烯/聚丙烴反應(yīng)器合金的制備[J]. 張艷中,李小年,蔣爭光,馬培良. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
博士論文
[1]高性能聚烯烴的微結(jié)構(gòu)研究[D]. 佟翠艷.東北師范大學(xué) 2008
[2]聚乙烯/聚丙烯反應(yīng)器合金及其接枝共聚物的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張艷中.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器丙烯聚合與模擬分析[D]. 吳鋼良.浙江大學(xué) 2011
[2]PP/EPR反應(yīng)釜合金的形態(tài)及結(jié)晶動(dòng)力學(xué)[D]. 李英.浙江大學(xué) 2010
[3]多段序貫聚合法調(diào)控PP/EPR反應(yīng)器合金的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 王曉峰.浙江大學(xué) 2006
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