亚克力人造石废粉/ABS复合材料的非等温热分解动力学

采用熔融共混法制备了亚克力人造石废粉/ABS复合材料,利用热重分析法(TGA)研究了不同升温速率下,ABS、亚克力人造石废粉/ABS复合材料的热分解过程,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法研究了ABS及其复合材料的热分解动力学,计算得到动力学参数。结果表明,亚克力人造石废粉的加入提升了体系的热稳定性;随着升温速率的增加,ABS及其复合材料的TG曲线及DTG曲线逐渐向高温方向偏移,最大热分解速率温度逐渐增大;与纯ABS相比,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到的亚克力人造石废粉/ABS复合材料的表观活化能均较高,并且,随着亚克力人造石废粉含量的增加,复合材料的表观活化能逐渐增大,当亚克力人造石废粉含量为25%时,与纯ABS相比,2种方法计算得到的复合材料表观活化能分别约提高了27.77%、31.39%。

基于反应性水汽高阻隔环烯烃共聚物复合膜的制备和多性能优化

针对现有柔性高分子复合膜水汽阻隔性能偏低,且水汽透过率、机械力学强度和光学透过率等多性能难以同时优化的矛盾问题,开发了一种新型氧化镁掺杂环烯烃共聚物复合膜(MgO/COC)。探索了MgO含量对复合膜力学性能、热性能、疏水性能以及水蒸气阻隔性能的影响。研究结果表明,MgO在COC复合膜中具有良好的分散性。当1%(质量分数)MgO掺杂COC时,接触角达到最高(106.8°),表明MgO/COC复合膜具有良好的疏水特性。复合膜的水蒸气阻隔性能比纯COC膜提高了63.1%,最小水汽透过率达到0.21 g/(m^(2)·d),是目前公开报道掺杂型高分子复合膜水汽透过率的最低值。优异的水汽阻隔性能归因于MgO与水汽反应特性形成了氢氧化镁,同时氢氧化镁具有优异水汽阻隔性能。该复合膜双机制水汽阻隔特性为食品包装和医药包装的水汽阻隔设计提供新的思路。

复合型内给电子体ID对MgCl_(2)/2-乙基己醇/TiCl_(4)催化体系催化乙烯聚合性能的影响

以MgCl_(2)/2-乙基己醇/TiCl_(4)体系合成用于乙烯聚合的球形Ziegler-Natta催化剂,在合成催化剂过程中加入复合内给电子体:乙酸正己酯/邻酞酸二异丁酯,与分别加入四乙氧基硅烷、乙酸乙酯和邻酞酸二异丁酯内给电子体的催化剂进行对比。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)等手段对含不同内给电子体的催化剂和聚合物进行分析,并通过乙烯聚合对催化剂催化性能进行评价。结果表明,在温度为80℃,压力0.5 MPa,时间2 h的条件下,含复合内给电子体乙酸正己酯/邻酞酸二异丁酯的催化剂催化乙烯聚合活性比其它单一内给电子体的催化剂催化活性要高,催化活性为1.24×10^(5)g PE/(mol_(Ti)·h)。

聚乙烯相对分子质量及其分布快速评价方法研究

以国内外采用不同工艺和催化剂生产的17种聚乙烯的测试结果为基础,通过理论推导与模型拟合相结合,建立了以熔体流动速率快速计算相对分子质量及其分布的方法,并由此计算出数均分子量。经验证,该方法准确性较好,可弥补凝胶渗透色谱法的不足,有利于装置生产过程中准确控制产品质量和提高新产品开发效率。

二苯亚甲基桥联吡啶亚胺双中心Ni催化剂的制备及催化乙烯齐聚

以4,4′-二氨基二苯甲烷、吡啶-2-甲醛和六水合氯化镍为原料制备用于乙烯齐聚的双中心Ni催化剂,利用红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-vis)、核磁共振氢谱(1H NMR)及电喷雾电离质谱(ESI-MS)等对配体和催化剂结构进行分析,并通过乙烯齐聚实验对催化剂催化性能进行评价。结果表明,聚合反应条件对二苯亚甲基桥联双中心Ni催化剂催化乙烯齐聚性能具有较大影响,以环己烷为溶剂、改性甲基铝氧烷(MMAO)为助催化剂,t=25℃、n(Al)∶n(Ni)=1000、p(乙烯)=0.5 MPa、n(主催化剂)=3μmol、t=45 min,二苯亚甲基桥联双中心Ni催化剂催化活性最高为7.61×10^(4) g/(mol Ni·h),丁烯选择性为72.58%。此外,对二苯亚甲基桥联吡啶亚胺双中心Ni催化剂催化乙烯齐聚机理进行了推断。

茂金属聚乙烯薄膜料结构与性能

对3种茂金属聚乙烯薄膜料的基础性能、分子量及分布、熔融行为、力学性能和光学性能进行了分析测试,考察了不同工艺下制得的茂金属聚乙烯薄膜料的结构与性能的关系。结果表明:三种薄膜料的分子量分布均比较窄,呈单峰分布,且密度在0.921g/cm^(3)左右,其中具有更低分子量和更高支化度的3~#茂金属聚乙烯薄膜料具有更好的加工性能,并且其断裂标称应变较高、鱼眼少、雾度低。

甲基纤维素/聚乙烯醇共混超细纤维的制备

本文以甲基纤维素/聚乙烯醇的混合水溶液进行静电纺丝,研究了溶液组成、纺丝电压及纤维接收距离对超细纤维微观形貌的影响,并对共混超细纤维进行了X射线衍射测定。结果表明,甲基纤维素/聚乙烯醇的混合水溶液在电场中可形成超细纤维,纤维平均直径约为200 nm。超细纤维的微观形貌主要受溶液组成影响,当混合溶液中甲基纤维素与聚乙烯醇之比超过4:6后,不能得到电纺纤维;纺丝电压、纤维接收距离主要影响纤维直径和纤维的排列方式。X射线衍射测定结果表明,甲基纤维素/聚乙烯醇共混超细纤维为非晶结构。

PE-LLD散光膜氙灯加速老化行为及机制

农用聚乙烯散光棚膜可在较高透光率条件下提高雾度,将透过膜面的直射光转为散射光,促进膜内植株全维度获取有效光辐射。通过引入散光剂制备线型低密度聚乙烯(PE-LLD)散光膜,实现透光率90.99%、雾度62.29%,较空白对照膜透光率降低0.55%、雾度提高152.60%。耐老化性能是PE-LLD棚膜其他功效性能的基础保证,采用氙灯老化对PE-LLD散光膜进行加速降解,其宏观光学与力学性能变化趋势同空白膜一致,二者断裂伸长率分别在13d时降至初始值40.58%与47.01%(完全老化)。综合考察PE-LLD散光膜加速老化过程化学组成、结晶行为、晶粒尺寸及微观形貌变化规律,其老化过程随降解速度变化分3个阶段:老化前期分子链交联密度上升,二次结晶片段堆砌增大结晶度,降解缓慢;老化中期交联与降解并存,界面处散光剂脱落促使膜面破裂,片晶分布连续性降低,降解速度适中;老化后期分子主链降解加剧,膜面裂纹向纵深延展,力学性能快速降解至完全老化。研究表明,引入散光剂可在不影响PE-LLD棚膜宏观使用功能与老化降解性能的基础上有效提高雾度,实现散射光调控。

加工因素对HDPE基木塑复合材料静曲强度的影响

为了研究木塑复合材料加工因素对复合材料力学性能的影响,采用正交实验法以静曲强度为评价标准,利用极差分析和方差分析法分析了螺杆转速、造粒温度、偶联剂质量分数和木粉含量等加工因素对力学指标静曲强度影响的顺序及各因素的最佳水平,确定了木塑复合材料静曲强度的各加工因素的最佳参数组合;系统地分析了各加工参数对木塑复合材料力学性能指标静曲强度的影响。结果表明,影响木塑复合材料静曲强度的主要加工因素由大到小依次为偶联剂质量分数>木粉含量>转速>造粒温度;得到最佳静曲强度的加工因素参数组合为转速150 r/min、造粒温度145℃、偶联剂质量分数为5%、木粉含量为60%;木粉含量及偶联剂质量分数对材料的静曲强度具有显著性影响,转速和造粒温度对材料静曲强度影响的显著性较低,其中,随着偶联剂含量的增加,静曲强度呈明显上升的趋势;当木粉含量从30%增大至70%时,材料的静曲强度呈先增加后减小的趋势。

茂金属聚乙烯薄膜料的结构与性能研究

采用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(^(13)C-NMR)、连续自成核退火热分级(SSA)、动态旋转流变等分析方法对3种茂金属聚乙烯(PE)薄膜料的结构与性能进行了研究。结果表明:这3种茂金属薄膜料密度较为接近。但由于使用了不同类型的茂金属催化剂,它们的结构和性能存在着一定的差异。使用宽分布茂金属催化剂生产的PE薄膜料,具有相对较宽的相对分子质量分布,熔流比高,并且含有一定量的长支链结构,因此具有优异的加工性能。而使用窄分布茂金属催化剂生产的薄膜料,其相对分子质量较高且分布较窄,这使得其熔体强度较高,但制备的薄膜“鱼眼”数量较多。

体育器材领域用二步法硅烷交联改性聚乙烯

通过化学方法与物理方法改善聚乙烯性能,使其拥有更具优势、更优异的力学性能,从而实现在体育器材领域的广泛应用。二步法硅烷交联改性工艺,不仅可促使改性聚乙烯内部呈现三维网状结构,还可有效改进材料综合力学性能。概述了聚乙烯硅烷交联改性工艺,以二步法工艺为例制备了体育器材领域用改性聚乙烯,进而详细分析了改性聚乙烯在体育器材领域的实际应用。

氢氧化镁的表面改性及其在硅橡胶中的阻燃性能研究

分别采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)以及3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)对氢氧化镁(MH)进行表面改性,研究了改性工艺对改性MH粒子表面特性的影响。结果表明,确定的最佳改性条件为:改性剂为VTES、改性剂质量分数为8%、反应温度为80℃、搅拌转速为500 r/min、反应时间为2.0 h。将改性MH共混入硅橡胶,当VTES-MH质量分数为50%时,与未添加MH的硅橡胶相比,VTES-MH/硅橡胶复合材料的拉伸强度和断裂伸长率仅分别降低了5%和11%,具有良好的力学性能;极限氧指数为40.2%,具有优良的阻燃性能。

HDPE/改性蛭石复合材料的制备与气体阻隔性能研究

利用改性后的蛭石作为填充材料,通过熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/改性蛭石复合材料。研究了改性蛭石的添加量对复合材料热稳定性能、结晶性能、力学性能和氧气阻隔性能的影响。结果表明,相比纯HDPE,HDPE/改性蛭石复合材料仍能保持较好的拉伸强度,当含量为1%时拉伸强度为24.1 MPa,断裂伸长率先提高后下降,当含量为0.5%时断裂伸长率达到最高为535%;改性蛭石的加入提升了材料的韧性,当改性蛭石含量为1%时材料缺口冲击强度达到最高为45.8 kJ/m^(2);HDPE/改性蛭石复合材料的氧气阻隔性能明显提升,当改性蛭石含量为1%时材料的氧气阻隔性能达到最优,氧气渗透系数为6.9×10^(-15)cm^(3)·cm/(cm^(2)·s·Pa)。

聚乙烯管材专用料耐高温水浴老化性能研究

以3种聚乙烯(PE)管材专用料(PEX-1,PE100,PERT-I)为研究对象,在95℃下进行水浴老化试验,通过差示扫描量热仪(DSC)、维卡软化温度测定仪、万能试验机研究了其耐热氧老化性能、热变形行为和拉伸性能。结果表明:在95℃下水浴老化1 440 h后,3个样品中,PERT-I的结晶度变化率最小(2.16%),氧化诱导时间(OIT)变化率最小(2.70%),维卡软化温度变化率最小(0.28%),表现出优异的耐热氧老化性能和热变形性能,同时,PERT-I的拉伸强度变化率和屈服强度变化率分别为15.06%,15.16%,可作为耐高温PE管材内衬层的备选材料。

双向拉伸聚乙烯薄膜专用料的结构剖析

利用凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)和核磁共振波谱仪(NMR)等对2种进口双向拉伸聚乙烯(BOPE)薄膜专用料(SP3022和TF80)和国产茂金属线型低密度聚乙烯(mLLDPE)薄膜专用料(EZP2010HA)的结构和性能进行了分析对比。结果表明:与EZP2010HA相比,SP3022和TF80的熔体流动速率更低,相对分子质量及其分布更宽,密度、熔融温度、结晶温度、结晶度均更高,厚晶片含量更多,剪切黏度更小,更适合双向拉伸加工。

双β-二酮钛系烯烃聚合催化剂的合成、表征及其催化乙烯聚合

合成了一种新型β-二酮钛配合物[(acac)_(2)Ti(C_(6)H_(6))_(2)(3a)、(acac)_(2)Ti(C_(6)H_(5)OCH_(3))_(2)(3b)、(acac)_(2)Ti(C_(6)H_(5)CF_(3))_(2)(3c)],采用^(1)H NMR、^(13)C NMR、元素分析等方法进行表征。用配合物作催化剂,以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂催化乙烯聚合,研究了聚合条件(如Al/Ti摩尔比、聚合温度和催化剂结构)对催化活性的影响。其中3a对乙烯聚合活性达6.26×10^(5)g·mol^(-1)·h^(-1),聚合物最大的重均分子量M_(w)为13.47 kg·mol^(-1),分子量分布PDI为2.0。

共聚焦拉曼成像技术研究PE⁃LD/EVOH共混物的三维相结构

利用共聚焦拉曼成像技术研究了低密度聚乙烯(PE⁃LD)/乙烯⁃乙烯醇共聚物(EVOH)共混物中各相在压塑样品水平方向、深度方向和三维空间的分布情况,首次获得了PE⁃LD/EVOH共混物的三维相结构,并直观地将相区与共混物化学成分相对应。结果表明,PE⁃LD/EVOH共混物为不相容体系;当EVOH的质量分数为20%时,其作为分散相,以较规则的圆柱体形态分散于PE⁃LD基体中,圆柱直径尺寸在3~6μm范围内。加入马来酸酐接枝聚乙烯(PE⁃g⁃MAH)作为相容剂后,共混物的相态结构发生显著变化,分散相形状由规则变为不规则,截面的平均尺寸减小到约2μm,这说明PE⁃g⁃MAH可显著增强PE⁃LD与EVOH两组分间的界面相容性。

点载荷作用下聚乙烯燃气管道的损伤分析

通过单轴拉伸试验获得了聚乙烯(PE)材料弹性及屈服参数。建立了点载荷下的管-土有限元模型,研究了埋地燃气PE在点载荷下的力学响应,分析了点载荷尺寸、管道内压及管道直径的影响。基于DFDI(ductile failure damage indicator)模型,结合有限元仿真结果,对点载荷下的PE管进行了定量损伤计算。结果表明,与无点载荷管道的损伤结果对比可知,点载荷的存在增大了管道损伤;管道内压变化时管道损伤变化较大;管道直径变化时对PE管损伤影响较小,各管径下的损伤值都比较接近。

三重热管理塑木复合板的制备及性能

塑木复合材料因其显著的性能优势,已被广泛应用于各领域。但户外用塑木复合板在夏季的表面温度过高,存在热舒适性差的问题。本文通过熔融共混/模压成型的工艺制备了一种可被动降温的辐射/反射/导热三重热管理功能的塑木复合板,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,分别在面层和底层加入二氧化锆(ZrO2)和六方氮化硼(h-BN)以实现热量的三重调控。面层薄膜在太阳波段(0.3~2.3μm)和中红外大气窗口波段(8~13μm)的平均反射率和平均发射率分别达到82.6%和90.6%,加颜料后达到了48.7%的平均反射率和90.6%的平均发射率;底层塑木复合板的面内和垂直导热系数分别为1.89 W/(m·K)和1.71 W/(m·K)。双层复合后的三重热管理功能塑木复合板在户外和室内氙灯模拟测试中可分别达到7.2℃和15℃的温降效果,具有显著的散热优势,可广泛应用于户外塑木复合板的被动降温。

镍系配合物催化乙烯选择性齐聚的研究进展

α-烯烃是一类可用于生产聚烯烃、合成润滑油、表面活性剂等产品的重要化工原料,目前主要通过乙烯齐聚工艺进行生产。在乙烯齐聚过程中,催化剂起着重要作用。在其催化剂的研究中,部分镍系配合物催化剂因表现出优良的催化性能及良好的发展和应用前景而受到重视。文中主要从配体结构如单齿型配体、双齿型配体、多齿型配体及产物选择性等方面介绍了镍系配合物催化乙烯齐聚的发展情况,阐述了近年来镍系催化剂已取得的突破和研究成果,展望了该领域未来的研究方向。