剪切塑性变形聚丙烯的形态和冲击断裂行为

采用光学显微镜(ROM)、扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、动态力学分析(DMA)和仪器化冲击仪对剪切塑性变形后等规聚丙烯(iPP)的结构和性能进行了研究。剪切塑性变形通过等通道转角挤压技术获得。结果表明,剪切塑性变形使iPP球晶变为近椭圆形,其长轴沿着剪切方向取向排列,iPP的结晶度降低,动态储能模量(E')增加,晶片间分子链活动性降低。根据微纤模型分析剪切变形后iPP的冲击断裂行为,表明取向微纤和系分子的存在使iPP的断裂需要更多的裂纹引发能和扩展能,并带来悬臂梁缺口冲击强度的增加,是未变形试样的4.8倍。

剪切变形对PPR断裂韧性的影响

采用等通道转角挤压(ECAE)方法,研究了剪切变形对无规共聚聚丙烯(PPR)结构和断裂韧性的影响。实验发现,在挤压温度为45℃时,进行ECAE加工有利于PPR球晶的取向形变和非晶区取向。断裂韧性实验表明:经过ECAE挤压后试样的裂纹扩展方向与球晶的取向方向一致;经45℃挤压后,试样产生单位新断裂表面所需的能量是未挤压试样的3.7倍,且该能量的98%是通过塑性变形来吸收的;断面形态表明由剪切变形产生的层状结构是其断裂扩展所需能量增加的原因。

等通道转角挤压加工中聚合物剪切塑性变形行为分析

结合挤压负荷-行程曲线,采用视塑性试验方法研究了聚丙烯在等通道转角挤压过程中的剪切塑性变形行为,并分析了屈服负荷随挤压工艺条件和聚合物种类而发生变化的情况。结果表明:剪切塑性变形发生在模具通道的相交面处;塑性变形响应由模具通道的内角处开始,向模具外角处扩展,形成完整剪切变形带后发生塑性屈服;聚丙烯的剪切屈服负荷随着挤压温度的升高而明显降低,而挤压速度对其影响不显著;不同聚合物抵抗剪切变形的能力也不同,其剪切屈服负荷因聚合物种类而异。

聚丙烯等通道转角挤压加工中挤压载荷变化规律的实验研究

对聚丙烯(PP)进行等通道转角挤压(ECAE)加工,利用电子万能试验机获得PP在不同挤压工艺参数下的挤压载荷-行程曲线,根据其宏观剪切变形情况,分析了在ECAE加工过程中挤压载荷的变化规律;并分析了挤压工艺参数对PP屈服载荷的影响。结果表明:在ECAE加工中挤压载荷分为压缩弹性变形引起的载荷增加,形成塑性剪切带引起的载荷快速增加,持续的剪切塑性变形引起的载荷基本稳定3个阶段;在挤压工艺参数中挤压温度对挤压载荷-行程曲线影响显著,在同一挤压速度下,屈服载荷随着挤压温度的升高而显著降低。

溶液共沸法直接合成较高分子量的聚乳酸

采用溶液共沸法直接缩聚制备聚乳酸。探讨了复合催化剂、溶剂用量、反应时间及反应装置对聚乳酸相对分子质量的影响。结果表明:以乳酸质量分数w=0.01的复合催化剂(其中氯化亚锡与对甲苯磺酸质量比为1∶1)为催化剂,溶剂与乳酸的体积比为0.75∶1.00,在氮气氛保护下反应35 h左右,能得到重均分子量为6.6×104的聚乳酸。

高分子材料工程实验中培养工程能力和创新能力的研究

介绍了高分子材料工程实验课程体系的改革思路。设计了"基本技能、综合型、设计(创新)型"多层次高分子材料工程实验体系,体现了在实验中对学生的专业基础理论、专业技术、工程能力、科学研究、创新意识的系统培养。

超分散剂对不饱和聚酯树脂/氢氧化铝复合体系热性能的影响

主要研究了端羧基及端胺基聚酯型超分散剂对不饱和聚酯树脂/氢氧化铝(UPR/ATH)复合体系热性能的影响。研究表明:GC022、GC032高摩尔质量超分散剂使复合体系中ATH失结晶水温度较高,GCO22、GC023端羧基超分散剂使树脂分解温度提高较大,ATH及超分散剂的加入使复合体系的固化程度略有下降,端胺基超分散剂最为明显,超分散剂的含量对复合体系的热变形温度影响存在一个最佳值,GC022为2%左右,端羧基超分散剂对UPR/ATH复合体系的热变形温度的改善优于端胺基超分散剂,高摩尔质量的分散剂优于低摩尔质量的分散剂。

塑料异型材挤出口模图形的设计

根据常用塑料异型材的结构特点，通过对口模挤出型坯受力状况的理论分析，推导出口模图形的设计计算方法，为更准确的口模图形设计提供了依据。

挤出循环对玻纤增强PA66复合材料流变性能和力学性能的影响

通过双螺杆挤出机对w=35%玻纤增强尼龙66(PA66/GF35)复合材料进行循环加工,研究了挤出循环次数对PA66/GF35的流变性能、热性能、玻纤长度和力学性能的影响。结果表明:随挤出循环次数的增加,PA66/GF35复合材料的熔体体积流动速率逐渐增加,表观黏度显著下降;多次挤出加工使PA66基体发生热氧降解,特性黏度逐渐减小,熔点、结晶温度、结晶度略有降低;玻纤断裂,玻纤保留长度变短。PA66/GF35复合材料的力学性能随挤出循环次数的增加逐渐下降,经4次挤出循环后其拉伸强度、弯曲模量和冲击强度分别下降了38.41%、21.73%和67.33%。

影响压力蒸汽灭菌B-D试验结果原因的调查

B-D试验是用来检测预真空压力蒸汽灭菌器冷空气排除效果.但在具体操作过程中发现,有时B-D图出现变色不均匀现象,但嗜热脂肪杆菌芽孢片检测结果合格.

竹纸浆纤维增强聚丁二酸丁二醇酯的非等温结晶动力学

竹纸浆纤维(BPF)作为一种生物纤维,具有良好的生物降解性,将其与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制得BPF-PBS生物质复合材料,并用差示扫描量热法(DSC)研究了BPF-PBS的非等温结晶动力学,用Liu方程分析研究了复合材料的非等温结晶动力学参数。结果表明:Liu方程能够较好地表现BPF-PBS的非等温结晶过程。结晶速率随着冷却速率的增大而提高,BPF的加入缩短了结晶时间,提高了结晶度及结晶温度。碱溶液处理BPF可以增加PBS的结晶活化点,提高结晶度。

开环聚合-固相缩聚法制备立体嵌段聚乳酸

首先,采用乳酸为引发剂,辛酸亚锡为催化剂,引发丙交酯开环聚合制得具有缩聚活性的L-聚乳酸和D-聚乳酸;然后,将两者熔融共混后进行固相缩聚,合成了一系列立体嵌段聚乳酸。采用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)及差示扫描量热仪(DSC)分析了产物的链结构、重均分子量、热性能,并探讨了均相晶体和立体复合晶体共存情况下的固相缩聚机理。结果表明,固相缩聚产物分子量增长的适宜反应条件为:反应时间30h,较低的催化剂含量,L-聚乳酸质量分数为80%。L-聚乳酸和D-聚乳酸共混物较低的初始立体复合晶体结晶度有利于后续固相缩聚过程中产物分子量的增长;固相缩聚不仅发生在异链之间,而且也发生在同链之间。

预聚物分子量对立体复合聚乳酸固相缩聚产物结构和性质的影响

采用乳酸作为引发剂、辛酸亚锡作为催化剂,引发丙交酯开环聚合制得分子量不同的具备缩聚活性的预聚物L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA),将重均分子量(Mw)相近的预聚物熔融共混后制成前体进行固相缩聚。采用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析了固相缩聚产物的链结构、分子量、热性能及晶体结构。结果表明,固相缩聚产物具有立体嵌段结构。预聚物的分子量大小将影响固相缩聚前体中均相晶体和立体复合晶体的相对含量,进而影响固相缩聚产物的结构。当预聚物PLLA和PDLA的Mw≈5×104时,固相缩聚产物重均分子量的涨幅最大,最终达到1.83×105。因此,采用Mw≈5×104的预聚物进行固相缩聚有利于产物中立体复合晶体结晶度的提高。

以行业展会为平台 拓宽工科学生视野

在当前的工科专业教学和工程实践中,学生难以全面完整地接触各类材料的加工设备和工艺,这种感性认识的缺乏必然会导致学生只能依靠死记硬背来应付考试。从2002年起,华东理工大学材料科学与工程学院充分利用地处上海的地理优势,以排名亚洲第一、世界第二的中国国际塑料橡胶工业展览会(CHINAPLAS)为实践教学平台,拓宽材料科学与工程专业学生的视野,在工科教学改革方面做了一些有益的探索。

新型双核FI/α-二亚胺镍(Ⅱ)催化体系制备聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物

合成了新型双核苯氧基亚胺锆催化剂(Cat B),并与α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂(CatA)构成催化体系,在助催化剂甲基烷氧铝(MAO)及链穿梭剂二乙基锌(ZnEt_2)作用下催化乙烯与1-辛烯共聚,制备了聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物.采用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及碳核磁共振波谱(13C NMR)等方法对聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物进行表征.结果表明,在甲苯作溶剂的1.0 MPa和50℃条件下,MAO和金属活性中心的摩尔比为300∶1;1-辛烯加入量为0.58 mol/L时,CatB/CatA/ZnEt_2催化体系制备的产物中1-辛烯插入率为4.9%,DSC出现双峰,"软段"部分在聚合物链段中分布较为集中.

双核茂金属催化剂的合成、表征与应用

使用桥连配体锂盐与MCl4络合,合成了4个不同结构的双核茂金属化合物[μ,μ-(CH2)3]{[C(H)·(η5-C5H4)(η^5-C13H8)](MCl2)}2[M=Zr or Ti](4,5)和[μ,μ-(CH2)3]{[C(H)(η^5-C5H4)(η^5-C9H6)]·(MCl2)}2[M=Zr or Ti](6,7),配体和化合物都经过核磁氢谱(1HNMR)、碳谱(13CNMR)、红外光谱(IR)及元素分析等表征,确认了化学结构.以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,化合物4~7为催化剂催化丙烯聚合,考察了聚合温度、乙烯压力、铝钛或铝锆比对催化剂活性及聚合物分子量的影响.结果表明,多亚甲基桥连双核茂金属是高活性乙烯和丙烯聚合催化剂,乙烯聚合活性最高达到7.5×10^6gPE/(molZr·h)(化合物6),丙烯聚合活性达10×10^5gsPP/(molZr·h)(化合物4).所得间规聚丙烯(sPP)的间规度指数(SI,r)达到90%.在同样条件下,双核化合物的催化活性、聚合物分子量Mw(>100000)以及分子量分布(MWD>2.5)均比相应的单核化合物高(Mw<70000,MWD≤2),表明该体系中存在较强的核效应.

一种基于立构复合及自组装方法构筑的耐受性疏水表面

利用丙交酯开环聚合法制备了聚(D-乳酸)-聚二甲基硅氧烷-聚(D-乳酸)(PDLA-b-PDMS-b-PDLA)三嵌段聚合物,将其溶液涂覆至充斥着非溶剂蒸汽的聚(L-乳酸)(PLLA)表面,PDLA-b-PDMS-b-PDLA在缓慢沉积的过程中与PLLA发生立构复合及自组装,得到由立构复合的亚微米颗粒组装体形成的聚乳酸表面疏水层。研究了聚合物溶液的质量浓度、组装温度以及溶剂对聚乳酸表面的微观形貌和疏水性能产生的影响。结果表明,随着PDLA-b-PDMS-b-PDLA聚合物溶液质量浓度的增加,可以实现聚乳酸表面Wenzel-Cassie-Wenzel的疏水行为转变;在0℃下,可得到最大疏水角151°的疏水层;选择对聚合物溶解性、挥发速度不同的溶剂,得到的表面微观形貌和疏水性也不同。由于聚乳酸制品表面的PLLA链段与亚微米颗粒中的PDLA链段也能够立构复合,因此该表面疏水层对刀刮、胶带剥离和手指擦拭测试均表现出良好的耐受性。

等通道转角挤压加工中挤压温度对聚丙烯结构和性能的影响

在45℃至105℃挤压温度范围内对等规聚丙烯(iPP)进行等通道转角挤压,研究了挤压温度对iPP结构和性能的影响。结果表明:经过等通道转角挤压加工后,iPP晶粒明显细化并获得剪切取向变形,挤压温度的升高有利于iPP晶相取向的形成和结晶度增大。等通道转角挤压使iPP的透明性提高,65℃挤压后iPP透光率增幅最大,提高了21.3%;随着挤压温度的升高,iPP冲击强度和拉伸强度逐渐增加,105℃挤压后其冲击强度、拉伸强度分别比ECAE前提高了127%、38%。ECAE挤压后iPP表现出韧性延性拉伸断裂特征,断裂伸长率的增幅随挤压温度的升高而降低,45℃挤压后其增幅最大,达到1090%。

聚乳酸／二异氰酸酯反应挤出扩链及其产物性能研究

以溶液法直接合成低相对分子质量聚乳酸为基础，在双螺杆挤出机上与二苯基甲烷二异氰酸酯进行反应挤出，制得高相对分子质量的聚乳酸基聚氨酯，研究了不同NOO／OH摩尔比对产物相对分子质量、热性能和力学性能的影响。结果表明，用反应挤出法对聚乳酸进行扩链是可行的，扩链后聚乳酸的黏均相对分子质量由9．19×10^4提高到23．6×10^4，韧性提高，拉伸断裂强度增大近1倍。

预聚物光学纯度对立体复合聚乳酸固相缩聚产物的影响

采用乳酸为引发剂,辛酸亚锡为催化剂,引发丙交酯开环聚合制备光学纯度不同的预聚物L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA);将光学纯度相近的预聚物熔融共混后进行固相缩聚,研究了预聚物光学纯度对立体复合聚乳酸固相缩聚产物的影响,分析了固相缩聚产物的链结构、相对分子质量、晶体结构、动态力学性能及降解性能。结果表明,预聚物的光学纯度随着原料单体丙交酯中异构单体含量的增加而降低,预聚物光学纯度的降低使缩聚过程中均相晶体以及立体复合晶体含量降低,从而促进了固相缩聚产物相对分子质量的增加。当预聚物的光学纯度降为95.5%时,固相缩聚产物相对分子质量的增长幅度最大,较未添加异构单体的缩聚产物而言,其相对分子质量提升了97.6%。随着光学纯度的降低,固相缩聚产物的储能模量、耗能模量及玻璃化转变温度下降,吸水率增加。