| 题名 | 聚丙烯β成核剂己二酸锌的开发及其应用研究 |
| 作者 | 彭文理 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 陈振斌 ; 徐人威 |
| 关键词 | 等规聚丙烯 β成核剂 己二酸锌 原位合成法 成核性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 聚丙烯（PP）是目前应用最为广泛的一类热塑性合成树脂,其综合性能可和一些工程塑料相媲美。但是PP的冲击韧性较差,限制了其在某些对冲击韧性要求较高领域的进一步应用。在众多增韧改性方法中,添加β成核剂是一种简单、高效的增韧改性方法,适合工业大规模生产,具有巨大的发展潜力。近几年,一些研究者陆续发现采用原位法合成的己二酸锌是一类成核性能优异的β成核剂,但是他们并没有系统性地研究该类成核剂的成核性能及其应用价值,因此该类成核剂距离工业化应用还有很多需要解决的问题。基于目前β成核剂己二酸锌的研究成果以及存在的问题,本论文主要采用原位法合成了己二酸锌,系统性地研究在不同原位合成方法下制得的己二酸锌对PP成核性能的影响,并深入研究了其非等温结晶性能,以及常用加工助剂对己二酸锌成核性能的影响,为该类成核剂在PP工业化生产的应用奠定了良好的基础。现将研究的主要内容以及取得的结果总结如下:1)采用原位法合成了β成核剂己二酸锌,研究了不同锌源以及锌源和己二酸的配比对己二酸锌成核性能的影响,并以商用的酰胺类β成核剂（命名为CNA）为对照研究了己二酸锌的应用价值,研究结果表明:（1）对于等摩尔的己二酸和锌源,以己二酸和氢氧化锌为原料并采用原位法合成的己二酸锌（Adi-Zn（OH）2（1:1））其成核能力优于以己二酸和氧化锌为原料并采用原位法合成的己二酸锌（Adi-ZnO（1:1））。当Adi-Zn（OH）2（1:1）的添加量为0.2 wt%时,Adi-Zn（OH）2（1:1）成核的等规聚丙烯（iPP）具有最大冲击强度,其冲击强度比Adi-ZnO（1:1）成核iPP的最大冲击强度高9%,比纯iPP高147%。（2）当己二酸和氢氧化锌的摩尔比为1:2时（Adi-Zn（OH）2（1:2））,原位法合成的己二酸锌具有最优的β成核性能。在其最佳添加量0.2 wt%处,样品的冲击强度比纯iPP增加了163%,并且其φβ达到最大值88.05%。（3）在整个试验范围内,Adi-Zn（OH）2（1:2）成核的iPP,其冲击强度均高于CNA成核的iPP。Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的最大冲击强度比CNA成核iPP的最大冲击强度高出约42%。2)采用Caze法研究了纯iPP和Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的非等温结晶动力学,接着研究剪切速率和熔体温度分别对纯iPP以及Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP粘度的影响。结果表明:（1）纯iPP的Avrami指数n为3.84且非常接近于4,属于均相成核机理,并且球晶以三维方式生长。随着Adi-Zn（OH）2（1:2）添加量的增加,成核iPP的半结晶时间t1/2明显缩短。此外,Avrami指数n随着Adi-Zn（OH）2（1:2）的增加而下降,由纯iPP的3.84下降到3.38,并且逐渐接近3,推断了Adi-Zn（OH）2（1:2）的增加导致了晶核的生成方式由均相成核向异相成核转变。（2）Adi-Zn（OH）2（1:2）的加入并没有降低iPP的结晶活化能,反而使iPP的结晶活化能升高,结晶活化能的升高是由于成核剂分子与iPP分子链之间存在相互作用,阻碍了iPP分子链的自由运动。这一结果可通过Adi-Zn（OH）2（1:2）的加入增加了iPP熔体中的稠度系数（K）和粘流活化能（ΔΕη）得到很好地解释。3)以冲击强度、拉伸强度、弯曲模量、熔融指数以及氧化诱导期为性能指标,对卤素吸收剂和Adi-Zn（OH）2（1:2）的匹配性进行了研究。结果表明:（1）硬脂酸钙对Adi-Zn（OH）2（1:2）的成核性能具有显著的阻碍作用。随着硬脂酸钙添加量的增多,Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的冲击强度几乎直线下降,而其拉伸强度和弯曲模量与冲击强度的变化趋势相反。（2）硬脂酸锌对Adi-Zn（OH）2（1:2）的成核性能具有较弱的阻碍作用。硬脂酸锌添加量小于0.04 wt%时,Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的冲击强度几乎保持不变,当硬脂酸锌添加量超过0.04 wt%后,Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的冲击强度才不断下降。（3）随着硬脂酸锌添加量的增加,Adi-Zn（OH）2（1:2）成核iPP的氧化诱导期和熔融指数先不断升高然后再逐渐下降,表明硬脂酸锌不仅可以防止材料的老化降解,还能起到润滑和提高加工成型的目的。在常用的添加量范围内,硬脂酸锌和Adi-Zn（OH）2（1:2）的匹配性良好,能满足一般的工业应用需求。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95009]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭文理. 聚丙烯β成核剂己二酸锌的开发及其应用研究[D]. 2019. |
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