【摘要】：線性低密度聚乙烯(LLDPE)是一種由乙烯與α-烯烴聚合而成,分子呈線性結(jié)構(gòu)的共聚物,相比于低密度聚乙烯(LDPE)具有優(yōu)異抗撕裂強度,抗穿刺強度及拉伸強度,被廣泛的的應用于管材、薄膜線纜等制造領域。但使用齊格勒-納塔催化劑生產(chǎn)的線性低密度聚乙烯會殘留有一定的氯離子,從而造成設備的腐蝕與樹脂的變色與老化。為解決此問題需要向樹脂中添加除酸劑及抗氧劑。常用的除酸劑有硬脂酸鈣(CaSt)、硬脂酸鋅(ZnSt)等。硬脂酸稀土作為聚氯乙烯(PVC)材料熱穩(wěn)定劑,與硬脂酸鉛、硬脂酸鎘等金屬皂熱穩(wěn)定劑相比,具有無毒和長效穩(wěn)定性高的優(yōu)勢。鮮有文獻研究報道硬脂酸稀土在LLDPE中的應用情況,因此研究硬脂酸稀土在LLDPE中的應用,對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)差異化新產(chǎn)品具有重要意義。在眾多硬脂酸稀土中,由于鑭元素豐度高,硬脂酸鑭相對易得,最具有研究應用價值。硬脂酸鑭的制備方法有復分解法、熔融法、皂化法等。本文對兩種硬脂酸鑭合成工藝進行了研究:以氧化鑭為原料,通過水化法合成氫氧化鑭,然后通過氫氧化鑭和硬脂酸發(fā)生中和反應,制備硬脂酸鑭;通過優(yōu)化復分解工藝制備硬脂酸鑭。通過多次擠出試驗,對比分析使用硬脂酸鑭的LLDPE的熔融流動指數(shù)(MFR)的變化,以判斷硬脂酸鑭作為共穩(wěn)定劑的加工穩(wěn)定性;通過拉伸性能測試,考察添加硬脂酸鑭后的LLDPE產(chǎn)品力學性能的變化。(1)進行了硬脂酸、La_2O_3與水在水浴條件下一步合成硬脂酸鑭實驗�？疾炝送读享樞�、乙醇加入、H_2O_2用量以及反應時間對反應的影響。實驗結(jié)果表明硬脂酸、La_2O_3與水在水浴條件下,直接反應制硬脂酸鑭反應過程緩慢,硬脂酸殘留量大。在使用乙醇做溶劑,使用H_2O_2做催化劑可以加快反應的進行,但是產(chǎn)物顏色偏黃。(2)通過優(yōu)化的復分解法制備了低游離酸含量粉末狀的硬脂酸鑭�？疾炝怂陀仓岬囊汗瘫取⑾礈齑螖�(shù)對反應的影響。經(jīng)實驗優(yōu)化的工藝條件如下:在持續(xù)攪拌的三口燒瓶中,硬脂酸和硝酸鑭的摩爾比3:1,水和硬脂酸的質(zhì)量比12.5:1,酸堿中和反應時間和復分解反應時間均為45min,反應溫度80-90℃,用70-80℃熱水抽濾洗滌三次。產(chǎn)物中游離酸含量0.60%。所得產(chǎn)物中的游離酸含量0.60%,熔點121-134℃。(3)進行了基礎樣品(含主抗氧劑和輔助抗氧劑)、硬脂酸鋅和硬脂酸鑭在LLDPE中的應用對比實驗。采用了多次擠出測量熔融流動指數(shù)(MFR)的方法表征材料的熱穩(wěn)定性。對擠壓造粒的LLDPE顆粒進行了力學拉伸實驗。結(jié)果表明加入硬脂酸鑭可以穩(wěn)定LLDPE首次擠出時的MFR,避免樹脂降解。LLDPE中加入硬脂酸鑭后,材料的拉伸屈服應力變化不明顯。當硬脂酸鑭在LLDPE中的添加比例達到0.2%時,LLDPE的拉伸斷裂標稱應變比空白樣品提高了14%,比添加相同比例ZnSt的樣品提高了12%。
【圖文】：

- 27 -1-鐵架臺；2-溫度計；3-恒溫水浴鍋；4-電動攪拌器；5-三口燒瓶；6-蠕動泵圖2.1 實驗裝置示意圖實驗所用主要儀器設備列于表 2.2 中。表2.2 實驗設備序號 設備名稱 設備型號 生產(chǎn)廠家1 電子天平 SOP 賽多利斯科學儀器2 電動攪伴器 JB50 鄭州杜甫儀器3 探針數(shù)顯溫度計 T105 深圳市拓爾為電子科技有限公司4 電熱鼓風干燥箱 DZKW-D-1 上海一恒科學儀器有限公司5 循環(huán)水真空泵 SHB-ⅢA 上海豫康科教儀器有限責任公司6 箱式電阻爐 SRJX-4-13 北京中興偉業(yè)儀器7 電熱恒溫水浴鍋 HH-ZK4 北京市永光明醫(yī)療儀器有心公司8 熔點儀 MP80 梅特勒-托利多國際有限公司9 攪拌器 LMX-10-US Labtech Engineering Co.,Ltd.10 雙螺桿擠出機 LTE26-40 Labtech Engineering Co.,Ltd.11 注塑機 Classix CX80-380 克勞斯瑪菲技術(shù)有限公司12 電子拉力萬能試驗機 5965 美國英斯特朗公司13 熔融流動指數(shù)測試儀 7026 意大利西斯特公司

圖 4.1 水和硬脂酸的質(zhì)量比對游離酸含量的影響從圖 4.1 可以看出當水和硬脂酸的質(zhì)量比是 12.5:1 時，產(chǎn)品中游離酸含量到 0.60%。水和硬脂酸的質(zhì)量比過低或者過高時，游離酸含量均上漲。這可當水和硬脂酸的質(zhì)量比過低時，反應器內(nèi)硬脂酸鈉和硬脂酸的混合溶液粘度的不容易分散，導致反應速率下降，游離含量上漲；當水和硬脂酸的質(zhì)量，原料的濃度下降，反應速度下降，導致游離酸含量上漲。4.2 洗滌次數(shù)的影響為了降低產(chǎn)物中的硬脂酸和硝酸鑭的殘留量，，采取了攪拌條件下熱水洗滌式，對產(chǎn)物進行提純。為了熔化硬脂酸并降低能耗，熱水溫度控制在 70-80℃。每次用量量 250發(fā)現(xiàn)，隨著洗滌次數(shù)的增加，濾餅板結(jié)程度下降，產(chǎn)物的粒度變小，出現(xiàn)粉
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ325.12

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本文編號：2616491