異氰酸酯改性山梨醇復(fù)合成核劑的制備及對(duì)聚丙烯性能的影響研究
發(fā)布時(shí)間：2021-04-16 02:37
山梨醇類(lèi)成核劑在聚丙烯（PP）熔體中會(huì)組裝形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使整個(gè)體系凝膠化,造成熔體粘度突然增大。此現(xiàn)象會(huì)給材料的成型加工帶來(lái)負(fù)面影響,尤其在熔融紡絲過(guò)程中會(huì)限制材料的取向和拉伸比的增大。針對(duì)此問(wèn)題,眾多學(xué)者發(fā)現(xiàn),一系列特定結(jié)構(gòu)的多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）可以干擾山梨醇類(lèi)成核劑分子的自組裝行為,將二者復(fù)合可以抑制成核劑分子的凝膠化作用,但POSS價(jià)格十分昂貴,且在非極性的PP中容易團(tuán)聚,限制了此法的廣泛應(yīng)用。本文直接以二芐叉山梨醇（DBS）、二（對(duì)甲基芐叉）山梨醇（MDBS）、二（3,4二甲基芐叉）山梨醇（DMDBS）這三種山梨醇成核劑為原料,用異氰酸正丁酯（BI）將它們的自由羥基反應(yīng)掉,合成出了三種無(wú)羥基的二芐叉山梨醇衍生物（DBS-BI、MDBS-BI、DMDBS-BI）,并用其取代POSS與山梨醇類(lèi)成核劑復(fù)配。研究了無(wú)羥基二芐叉山梨醇衍生物的最佳合成條件,無(wú)羥基二芐叉山梨醇衍生物與山梨醇成核劑復(fù)配對(duì)聚丙烯性能的影響,最后對(duì)其復(fù)配機(jī)理進(jìn)行了分析研究,具體內(nèi)容如下:1、以N-甲基吡咯烷酮為溶劑,用一次性投料法合成出無(wú)羥基二芐叉山梨醇衍生物。結(jié)果表明:成功地合成出了三種目標(biāo)產(chǎn)物...
【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
降溫過(guò)程中,二代山梨醇成核劑(MDBS)含量(wt%)對(duì)等規(guī)聚丙烯(iPP)復(fù)數(shù)粘度的影響:(a)0.00,(b)0.09,(c)0.18,(d)0.50,(e)0.75
晶體主要沿成核劑聚集體外表面生長(zhǎng)，聚集體表面的特殊結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定聚分子鏈，并促進(jìn)其從無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)結(jié)構(gòu)向螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。山梨醇類(lèi)成核劑的成核與成核劑分子與聚丙烯分子鏈間的范德華力有關(guān)，范德華力越大，成核能力。相比于 DBS，由于 MDBS 與 DMDBS 苯環(huán)上的氫分別被甲基一位取代和二代，它們與聚丙烯的相容性比無(wú)取代的 DBS 更好，它們與聚丙烯分子鏈之間德華力大小關(guān)系滿(mǎn)足 DBS<MDBS<DMDBS，因此它們的成核能力關(guān)系也滿(mǎn)S<MDBS<DMDBS。Shcpard 等[42]運(yùn)用超分子結(jié)構(gòu)和凝膠化理論研究山梨醇類(lèi)成核劑對(duì)聚丙烯成核結(jié)晶的影響。由于山梨醇類(lèi)成核劑上存在兩個(gè)自由羥基，以及兩個(gè)醚氧子間可以通過(guò)二重氫鍵首尾連接，形成長(zhǎng)鏈狀聚集體，長(zhǎng)鏈狀聚集體進(jìn)一步纏繞，會(huì)形成三維納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生凝膠化現(xiàn)象，該網(wǎng)絡(luò)的表面即形晶核，三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被透射電鏡觀察所證實(shí)(如圖 1.5)。根據(jù)此理論，如果能夠保證山梨醇類(lèi)成核劑在聚丙烯熔體中僅形成小尺寸維聚集體，但不讓它們聚集成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，那么就有可能達(dá)到在抑制其凝膠化的同時(shí)保證成核效果。
1.6 降溫過(guò)程中 iPP/DBS/POSS 復(fù)合材料的復(fù)數(shù)粘度與溫度的關(guān)tionship between complex viscosity and temperature of iPP/DBS/POduring coolingski 等[17, 78]用四硅烷基苯基倍半硅氧烷（phPOSS）與 D了 phPOSS 對(duì) PP/DMDBS 復(fù)合材料性能的影響，發(fā)之間存在相互作用，phPOSS 的加入會(huì)抑制 iPP/DMDB會(huì)抑制有核體系的結(jié)晶速率。SS 的價(jià)格昂貴，Monika 等人[16, 79]通過(guò)一種更經(jīng)濟(jì)的方硅氧鍵的倍半硅氧烷(SiOPh)，并研究了 SiOPh 與 DM行為、透明性及機(jī)械性能的影響。發(fā)現(xiàn) DMDBS 能與π-π堆積相互作用，當(dāng) DMDBS 與 SiOPh 之間通過(guò)非共價(jià)尾識(shí)別組裝成納米纖維結(jié)構(gòu)的過(guò)程就受到了干擾，于受到了抑制。且她還發(fā)現(xiàn)：SiOPh 與 DMDBS 的協(xié)同作但不會(huì)大程度影響成核改性效果。Ph 的合成成本比 POSS 稍低，但合成工藝復(fù)雜，需要多
本文編號(hào)：3140576
【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
降溫過(guò)程中,二代山梨醇成核劑(MDBS)含量(wt%)對(duì)等規(guī)聚丙烯(iPP)復(fù)數(shù)粘度的影響:(a)0.00,(b)0.09,(c)0.18,(d)0.50,(e)0.75
晶體主要沿成核劑聚集體外表面生長(zhǎng)，聚集體表面的特殊結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定聚分子鏈，并促進(jìn)其從無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)結(jié)構(gòu)向螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。山梨醇類(lèi)成核劑的成核與成核劑分子與聚丙烯分子鏈間的范德華力有關(guān)，范德華力越大，成核能力。相比于 DBS，由于 MDBS 與 DMDBS 苯環(huán)上的氫分別被甲基一位取代和二代，它們與聚丙烯的相容性比無(wú)取代的 DBS 更好，它們與聚丙烯分子鏈之間德華力大小關(guān)系滿(mǎn)足 DBS<MDBS<DMDBS，因此它們的成核能力關(guān)系也滿(mǎn)S<MDBS<DMDBS。Shcpard 等[42]運(yùn)用超分子結(jié)構(gòu)和凝膠化理論研究山梨醇類(lèi)成核劑對(duì)聚丙烯成核結(jié)晶的影響。由于山梨醇類(lèi)成核劑上存在兩個(gè)自由羥基，以及兩個(gè)醚氧子間可以通過(guò)二重氫鍵首尾連接，形成長(zhǎng)鏈狀聚集體，長(zhǎng)鏈狀聚集體進(jìn)一步纏繞，會(huì)形成三維納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生凝膠化現(xiàn)象，該網(wǎng)絡(luò)的表面即形晶核，三維納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被透射電鏡觀察所證實(shí)(如圖 1.5)。根據(jù)此理論，如果能夠保證山梨醇類(lèi)成核劑在聚丙烯熔體中僅形成小尺寸維聚集體，但不讓它們聚集成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，那么就有可能達(dá)到在抑制其凝膠化的同時(shí)保證成核效果。
1.6 降溫過(guò)程中 iPP/DBS/POSS 復(fù)合材料的復(fù)數(shù)粘度與溫度的關(guān)tionship between complex viscosity and temperature of iPP/DBS/POduring coolingski 等[17, 78]用四硅烷基苯基倍半硅氧烷（phPOSS）與 D了 phPOSS 對(duì) PP/DMDBS 復(fù)合材料性能的影響，發(fā)之間存在相互作用，phPOSS 的加入會(huì)抑制 iPP/DMDB會(huì)抑制有核體系的結(jié)晶速率。SS 的價(jià)格昂貴，Monika 等人[16, 79]通過(guò)一種更經(jīng)濟(jì)的方硅氧鍵的倍半硅氧烷(SiOPh)，并研究了 SiOPh 與 DM行為、透明性及機(jī)械性能的影響。發(fā)現(xiàn) DMDBS 能與π-π堆積相互作用，當(dāng) DMDBS 與 SiOPh 之間通過(guò)非共價(jià)尾識(shí)別組裝成納米纖維結(jié)構(gòu)的過(guò)程就受到了干擾，于受到了抑制。且她還發(fā)現(xiàn)：SiOPh 與 DMDBS 的協(xié)同作但不會(huì)大程度影響成核改性效果。Ph 的合成成本比 POSS 稍低，但合成工藝復(fù)雜，需要多
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