聚乙烯塑料的改性及應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-11-20 00:24
聚乙烯是應(yīng)用最廣泛的高分子材料,是世界上用量最大的合成樹脂。本文首先綜述了不同聚乙烯的改性研究進(jìn)展,然后對LLDPE和HDPE兩種不同聚乙烯樹脂的改性及應(yīng)用進(jìn)行了研究。本文主要采用LLDPE樹脂與各種不同添加劑進(jìn)行高速混合、雙螺桿擠出造粒、單螺桿擠出吹塑工藝制備了不同的改性聚乙烯薄膜。首先采用無機成核劑A、山梨糖醇類有機成核劑B和C以及復(fù)配成核劑,分別對兩種不同熔體質(zhì)量流動速率的LLDPE樹脂進(jìn)行改性,分別研究了不同成核劑對LLDPE樹脂熔體質(zhì)量流動速率和薄膜光學(xué)性能、力學(xué)性能以及結(jié)晶性能的影響,分別通過XRD和SEM對薄膜的結(jié)晶性和薄膜、成核劑的形貌進(jìn)行分析,然后對PPA潤滑劑對LLDPE 7042薄膜動摩擦系數(shù)、力學(xué)性能的影響和不同光穩(wěn)定劑及復(fù)配穩(wěn)定劑對LLDPE 7042薄膜24h紫外老化的力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究。最后對玻璃纖維或不同偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維與HDPE進(jìn)行雙螺桿共混、擠出造粒、注射成型工藝制備的復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。成核劑對LLDPE 1875的改性研究表明:隨著無機成核劑A含量的增加,樹脂的晶粒逐漸減小,薄膜的結(jié)晶度逐漸升高;當(dāng)無機成核劑A的添加量為200...
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LLDPE薄膜的制備流程圖
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實驗部分22(1)玻璃纖維的表面改性:首先取一定量的玻璃纖維在350℃下灼燒5分鐘,將玻璃纖維表面的石蠟燒掉,然后將一定量的表面改性劑溶于無水乙醇與蒸餾水1:1的混合溶液中,然后將兩者混合超聲2小時,然后烘干備用。(2)雙螺桿擠出造粒:將HDPE樹脂以及玻璃纖維混合均勻加入料斗,使用TSJ50/100雙螺桿擠出機進(jìn)行共混擠出,擠出溫度為135℃-175℃,然后將擠出的樣條進(jìn)行切粒。(3)注射成型:將切好的粒料加入料斗,使用SZ-45/400型塑料預(yù)塑注射成型機將粒料注射成標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴型試樣,同時打開冷卻水,注射溫度145℃-175℃。實驗HDPE復(fù)合材料力學(xué)性能的研究使用HDPE9001樹脂,實驗配方如表2.7。表2.7HDPE復(fù)合材料的實驗配方Tab.2.7ExperimentalformulationofHDPEcompositematerial配方HDPE玻璃纖維表面改性劑用量100g0-50%0-1%HDPE復(fù)合材料制備流程圖如圖2.2。圖2.2HDPE復(fù)合材料的制備流程圖Fig.2.2PreparationprocessflowchartofHDPEcompositematerial2.3測試與表征本論文分別對表面改性的成核劑及其制備的LLDPE薄膜和HDPE復(fù)合材料進(jìn)行表征。在測試之前,需要按照國標(biāo)GB/T2918-1989將樣品放置在溫度23℃±2℃以及相對濕度50%±10%的環(huán)境下,狀態(tài)調(diào)節(jié)40小時以上,使試樣與狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)或溫度之間即可達(dá)到可再現(xiàn)的溫度或含濕量平衡的狀態(tài),然后進(jìn)行試驗。
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實驗部分24圖2.3摩擦系數(shù)儀Fig.2.3SchethofFrictioncoefficient2.3.4X射線衍射X射線衍射可以用來分析材料的結(jié)晶性能,其原理是X射線入射到晶體時,由于晶體是原子規(guī)則排列成的晶胞組成,這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長數(shù)量級相同,所以由不同原子散射的X射線會相互干渉,在某些特殊方向上會產(chǎn)生強X射線衍射,衍射線在空間分布的方位和強度,與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。再結(jié)晶高聚物體系中,結(jié)晶和非結(jié)晶兩種結(jié)構(gòu)對X射線衍射的效果是不同的。結(jié)晶部分的衍射只發(fā)生在2θ角的方向上,衍射峰較強且很窄,其峰位置與晶面間距d有關(guān),本課題采用D8-Advance型X射線衍射儀對樣品的結(jié)晶度進(jìn)行分析研究。根據(jù)Segal方法計算樣品的相對結(jié)晶度C,計算公式如下:1112100%ICIK(0.3)其中I1表示聚合物結(jié)晶部分的衍射積分強度,I2表示聚合物樣品非晶部分衍射積分強度;K表示聚合物樣品的結(jié)晶部分和非結(jié)晶部分單位質(zhì)量的相對散射因子。2.3.5差示掃描量熱使用TAQ100型差式掃描量熱儀進(jìn)行測試,在氮氣的保護(hù)下進(jìn)行。樣品升溫速率20℃/min,從常溫升到200℃并恒溫5min以消除熱歷史,然后再以10℃/min的降溫速率降溫,恒溫5min,然后再以10℃/min升溫至200℃,記錄DSC曲線。復(fù)合材料的結(jié)晶溫度是經(jīng)過冷卻過程測量的,在降溫和第二次升溫的過程中得到放熱焓和吸熱焓。計算結(jié)晶度的公式如下:00(d/d)d()(d/d)dTCTCTCTHTTAXTAHTT(0.4)其中Xc代表結(jié)晶度,T0代表結(jié)晶起始溫度,T∞代表結(jié)晶完成溫度,T代表t時刻的溫度,dT代表極小溫度區(qū)間,dHc代表極小溫度區(qū)間的熱焓,A0、A∞代表區(qū)域面積。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4種低密度聚乙烯樹脂的鏈結(jié)構(gòu)及其性能[J]. 李沛,張嘉琪,劉巍,陳全,唐毓婧,姬相玲,薛彥虎,孫廣平. 應(yīng)用化學(xué). 2019(11)
[2]高密度聚乙烯單聚合物復(fù)合材料的制備及性能[J]. 丁永志,王建,彭炯,邵明旺,劉方可. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(11)
[3]聚乙烯化工材料的結(jié)構(gòu)特點以及應(yīng)用發(fā)展研究[J]. 李濤. 建材與裝飾. 2019(14)
[4]增韌高密度聚乙烯薄膜的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 武衛(wèi)莉,王毅文. 塑料工業(yè). 2019(01)
[5]聚乙烯樹脂及現(xiàn)今市場應(yīng)用特點的分析展望[J]. 王玉嬋. 化學(xué)與黏合. 2019(01)
[6]吹塑工藝對LDPE薄膜霧度的影響[J]. 趙倩. 石化技術(shù). 2018(07)
[7]聚乙烯薄膜的性能及應(yīng)用綜述[J]. 宋美麗,谷宇,田廣華,焦旗,孫亞楠. 合成材料老化與應(yīng)用. 2018(03)
[8]淺析聚乙烯化工材料結(jié)構(gòu)特點與應(yīng)用[J]. 羅勇,李勝龍. 化工管理. 2018(08)
[9]復(fù)合助劑對易開口聚乙烯膜料性能的影響[J]. 王碩,劉圣華,趙澤軍,宋尚德,陳光巖,李連鵬. 彈性體. 2017(06)
[10]淺敘聚乙烯塑料的性能特點與注塑工藝[J]. 李婷. 乙醛醋酸化工. 2017(11)
博士論文
[1]有機成核劑的復(fù)配及其在聚丙烯中超細(xì)化分散的研究[D]. 郭敏.北京理工大學(xué) 2014
[2]高性能聚烯烴結(jié)晶行為及結(jié)構(gòu)性能關(guān)系研究[D]. 宋士杰.復(fù)旦大學(xué) 2011
[3]LLDPE-g-MAH的合成及其對LLDPE基復(fù)合材料的增容作用[D]. 黃樂平.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]HDPE/TPI/納米顆粒三元復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 朱靜.青島科技大學(xué) 2018
[2]彈性體增韌聚烯烴納米復(fù)合材料的研究[D]. 張新.青島科技大學(xué) 2017
[3]HDPE/PA共混物的耐熱改性及結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 王一帆.北京化工大學(xué) 2017
[4]HDPE/FF復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 陳金彪.天津科技大學(xué) 2017
[5]聚乙烯基木塑復(fù)合材料的增強、增韌及阻燃研究[D]. 翟松濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]HDPE接枝改性及其粘結(jié)性能的研究[D]. 趙明雷.天津科技大學(xué) 2016
[7]核殼結(jié)構(gòu)nano-CaCO3/POE復(fù)配體系改性高密度聚乙烯復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 曾桂華.東華大學(xué) 2016
[8]抗紫外光老化阻燃聚丙烯的研究[D]. 聶芹.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[9]二氧化硅塑料薄膜開口劑的研制[D]. 陳優(yōu)霞.南昌大學(xué) 2011
[10]高透明易開口的LLDPE樹脂制備與性能研究[D]. 張劍.華東理工大學(xué) 2011
本文編號:3506188
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
LLDPE薄膜的制備流程圖
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實驗部分22(1)玻璃纖維的表面改性:首先取一定量的玻璃纖維在350℃下灼燒5分鐘,將玻璃纖維表面的石蠟燒掉,然后將一定量的表面改性劑溶于無水乙醇與蒸餾水1:1的混合溶液中,然后將兩者混合超聲2小時,然后烘干備用。(2)雙螺桿擠出造粒:將HDPE樹脂以及玻璃纖維混合均勻加入料斗,使用TSJ50/100雙螺桿擠出機進(jìn)行共混擠出,擠出溫度為135℃-175℃,然后將擠出的樣條進(jìn)行切粒。(3)注射成型:將切好的粒料加入料斗,使用SZ-45/400型塑料預(yù)塑注射成型機將粒料注射成標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴型試樣,同時打開冷卻水,注射溫度145℃-175℃。實驗HDPE復(fù)合材料力學(xué)性能的研究使用HDPE9001樹脂,實驗配方如表2.7。表2.7HDPE復(fù)合材料的實驗配方Tab.2.7ExperimentalformulationofHDPEcompositematerial配方HDPE玻璃纖維表面改性劑用量100g0-50%0-1%HDPE復(fù)合材料制備流程圖如圖2.2。圖2.2HDPE復(fù)合材料的制備流程圖Fig.2.2PreparationprocessflowchartofHDPEcompositematerial2.3測試與表征本論文分別對表面改性的成核劑及其制備的LLDPE薄膜和HDPE復(fù)合材料進(jìn)行表征。在測試之前,需要按照國標(biāo)GB/T2918-1989將樣品放置在溫度23℃±2℃以及相對濕度50%±10%的環(huán)境下,狀態(tài)調(diào)節(jié)40小時以上,使試樣與狀態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)或溫度之間即可達(dá)到可再現(xiàn)的溫度或含濕量平衡的狀態(tài),然后進(jìn)行試驗。
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章實驗部分24圖2.3摩擦系數(shù)儀Fig.2.3SchethofFrictioncoefficient2.3.4X射線衍射X射線衍射可以用來分析材料的結(jié)晶性能,其原理是X射線入射到晶體時,由于晶體是原子規(guī)則排列成的晶胞組成,這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長數(shù)量級相同,所以由不同原子散射的X射線會相互干渉,在某些特殊方向上會產(chǎn)生強X射線衍射,衍射線在空間分布的方位和強度,與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。再結(jié)晶高聚物體系中,結(jié)晶和非結(jié)晶兩種結(jié)構(gòu)對X射線衍射的效果是不同的。結(jié)晶部分的衍射只發(fā)生在2θ角的方向上,衍射峰較強且很窄,其峰位置與晶面間距d有關(guān),本課題采用D8-Advance型X射線衍射儀對樣品的結(jié)晶度進(jìn)行分析研究。根據(jù)Segal方法計算樣品的相對結(jié)晶度C,計算公式如下:1112100%ICIK(0.3)其中I1表示聚合物結(jié)晶部分的衍射積分強度,I2表示聚合物樣品非晶部分衍射積分強度;K表示聚合物樣品的結(jié)晶部分和非結(jié)晶部分單位質(zhì)量的相對散射因子。2.3.5差示掃描量熱使用TAQ100型差式掃描量熱儀進(jìn)行測試,在氮氣的保護(hù)下進(jìn)行。樣品升溫速率20℃/min,從常溫升到200℃并恒溫5min以消除熱歷史,然后再以10℃/min的降溫速率降溫,恒溫5min,然后再以10℃/min升溫至200℃,記錄DSC曲線。復(fù)合材料的結(jié)晶溫度是經(jīng)過冷卻過程測量的,在降溫和第二次升溫的過程中得到放熱焓和吸熱焓。計算結(jié)晶度的公式如下:00(d/d)d()(d/d)dTCTCTCTHTTAXTAHTT(0.4)其中Xc代表結(jié)晶度,T0代表結(jié)晶起始溫度,T∞代表結(jié)晶完成溫度,T代表t時刻的溫度,dT代表極小溫度區(qū)間,dHc代表極小溫度區(qū)間的熱焓,A0、A∞代表區(qū)域面積。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4種低密度聚乙烯樹脂的鏈結(jié)構(gòu)及其性能[J]. 李沛,張嘉琪,劉巍,陳全,唐毓婧,姬相玲,薛彥虎,孫廣平. 應(yīng)用化學(xué). 2019(11)
[2]高密度聚乙烯單聚合物復(fù)合材料的制備及性能[J]. 丁永志,王建,彭炯,邵明旺,劉方可. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(11)
[3]聚乙烯化工材料的結(jié)構(gòu)特點以及應(yīng)用發(fā)展研究[J]. 李濤. 建材與裝飾. 2019(14)
[4]增韌高密度聚乙烯薄膜的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 武衛(wèi)莉,王毅文. 塑料工業(yè). 2019(01)
[5]聚乙烯樹脂及現(xiàn)今市場應(yīng)用特點的分析展望[J]. 王玉嬋. 化學(xué)與黏合. 2019(01)
[6]吹塑工藝對LDPE薄膜霧度的影響[J]. 趙倩. 石化技術(shù). 2018(07)
[7]聚乙烯薄膜的性能及應(yīng)用綜述[J]. 宋美麗,谷宇,田廣華,焦旗,孫亞楠. 合成材料老化與應(yīng)用. 2018(03)
[8]淺析聚乙烯化工材料結(jié)構(gòu)特點與應(yīng)用[J]. 羅勇,李勝龍. 化工管理. 2018(08)
[9]復(fù)合助劑對易開口聚乙烯膜料性能的影響[J]. 王碩,劉圣華,趙澤軍,宋尚德,陳光巖,李連鵬. 彈性體. 2017(06)
[10]淺敘聚乙烯塑料的性能特點與注塑工藝[J]. 李婷. 乙醛醋酸化工. 2017(11)
博士論文
[1]有機成核劑的復(fù)配及其在聚丙烯中超細(xì)化分散的研究[D]. 郭敏.北京理工大學(xué) 2014
[2]高性能聚烯烴結(jié)晶行為及結(jié)構(gòu)性能關(guān)系研究[D]. 宋士杰.復(fù)旦大學(xué) 2011
[3]LLDPE-g-MAH的合成及其對LLDPE基復(fù)合材料的增容作用[D]. 黃樂平.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]HDPE/TPI/納米顆粒三元復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 朱靜.青島科技大學(xué) 2018
[2]彈性體增韌聚烯烴納米復(fù)合材料的研究[D]. 張新.青島科技大學(xué) 2017
[3]HDPE/PA共混物的耐熱改性及結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 王一帆.北京化工大學(xué) 2017
[4]HDPE/FF復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 陳金彪.天津科技大學(xué) 2017
[5]聚乙烯基木塑復(fù)合材料的增強、增韌及阻燃研究[D]. 翟松濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]HDPE接枝改性及其粘結(jié)性能的研究[D]. 趙明雷.天津科技大學(xué) 2016
[7]核殼結(jié)構(gòu)nano-CaCO3/POE復(fù)配體系改性高密度聚乙烯復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 曾桂華.東華大學(xué) 2016
[8]抗紫外光老化阻燃聚丙烯的研究[D]. 聶芹.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[9]二氧化硅塑料薄膜開口劑的研制[D]. 陳優(yōu)霞.南昌大學(xué) 2011
[10]高透明易開口的LLDPE樹脂制備與性能研究[D]. 張劍.華東理工大學(xué) 2011
本文編號:3506188
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