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。

近红外光谱结合偏最小二乘回归法快速无损测定高密度聚乙烯的熔体流动速率

选择使用多元散射校正(MSC)、一阶导数(D 1)、二阶导数(D 2)、卷积平滑(Savitzky-Golay)等方式对3个牌号高密度聚乙烯(HDPE)粉料样本的近红外光谱进行预处理,使其经预处理后的近红外光谱与相应牌号熔体流动速率(MFR)之间的关联性良好;然后,采用偏最小二乘回归法拟合,建立相应匹配HDPE牌号的MFR定量分析模型,旨在实现快速无损检测。结果表明:上述近红外光谱结合偏最小二乘回归法所建立的匹配于相应3种HDPE粉料的MFR定量分析模型的测试结果均具有很好的复现性,牌号1、牌号2、牌号3的MFR标准偏差依次为0.0158,0.0147,0.0006 g/min,而且该方法快速测定得到的MFR与GB/T 3682.2—2018标准方法测定的均相近。

低MFR双峰HDPE标准试样的研制及应用

以低熔体流动速率(MFR)、相对分子质量分布呈双峰(简称双峰)的高密度聚乙烯(HDPE)100N粉料为原料,先用筛网除去大颗粒和微小粉末,再加入0.2%(w)抗氧剂1010和0.2%(w)抗氧剂168混匀造粒,并除去大、小粒子及异形粒子制备标准试样。对标准试样进行均匀性、稳定性检验,并进行了氧化诱导时间、熔点、结晶点、白度的稳定性实验,以及对标准试样进行了定值及统计允许区间值的确定。结果表明:低MFR双峰HDPE标准试样的MFR标称值为(0.226±0.007)g/10 min,标准试样MFR均匀、稳定。

耐高温茂金属催化剂催化乙烯与降冰片烯共聚

合成了一种用于乙烯与降冰片烯高温溶液共聚合的高活性耐高温茂金属催化剂,研究了反应温度、茂金属催化剂浓度、n(Al)∶n(Zr)、降冰片烯浓度等对催化剂活性的影响,并对乙烯-降冰片烯共聚物进行了分析和表征,确定了制备乙烯-降冰片烯共聚物的高温溶液聚合工艺条件。结果表明:反应温度为140℃时,催化剂活性高达6.7×10^(6)g/(mol·h),催化剂寿命达到30 min以上。最佳聚合条件:反应温度为140℃,茂金属催化剂浓度为6×10^(-5)mol/L,乙烯压力为1 MPa,n(Al)∶n(Zr)为250,n(B)∶n(Zr)为1.1,反应时间为30 min;最佳聚合条件下共聚物中的降冰片烯插入率达34.44%(y),密度约为0.98 g/cm^(3),玻璃化转变温度为135.8℃。

热塑性聚烯烃(TPO)的开发与工业应用

使用自制催化剂,配合Donor-P,应用卧式搅拌床反应器的生产工艺,开发了含有原位生成的高乙丙橡胶相的热塑性聚烯烃(TPO)产品。通过反应器内气相组分控制、生产负荷调整,确保生产过程平稳,得到两个目标产品,利用差示扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱仪(GPC)和扫描电子显微镜(SEM)等与对标产品进行了对比分析。结果表明:自制催化剂可以实现目标产物生产,产品满足指标要求,但与对标产品存在较大差异。

3PE防腐PE专用料配方优化设计

以聚乙烯(PE)电缆回收料为主要原料,制备了再生三层结构PE(3PE)防腐PE专用料,并通过万能材料试验机、熔体流动速率仪、密度天平和热变形维卡测试仪研究了其性能。结果表明:加入聚烯烃弹性体(POE)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)均可以提升3PE防腐PE专用料的拉伸强度和断裂伸长率。当PE电缆回收料、高密度聚乙烯(HDPE)、二甲基硅油、炭黑、irganox 1010、irganox 168、POE的用量分别为70.00质量份、30.00质量份、0.50质量份、6.00质量份、0.30质量份、0.20质量份、2.00质量份时,3PE防腐PE专用料的各项性能满足GB/T 23257—2017《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》的性能要求,测试值表现出良好的稳定性,且PE电缆回收料用量较大,具有深入研究的价值。

锂离子电池隔膜专用聚丙烯T 98系列产品的性能及其应用

为满足国内锂离子电池隔膜专用料的市场需求,中国石油独山子石化公司采用Spheripol双环管工艺生产出锂离子电池隔膜专用聚丙烯(PP)T 98系列产品,剖析了T 98 G/T 98 F/T 98 D/T 98 CD等产品的基础性能、力学性能、热性能、相对分子质量及其分布以及隔膜制品性能。结果表明:与进口典型对标试样相比,T 98系列产品的氧化诱导时间(约38 min)较长,数均分子质量(约12.0×10^(4))更大,相对分子质量分布(约3.1)更窄;T 98 F/T 98 G适用于干法双向拉伸工艺,T 98 D/T 98 CD适用于干法单向拉伸工艺;与进口试样制品相比,T 98 D/T 98 CD生产的锂离子电池隔膜制品透气层间极差分别降低8.8%,19.8%,纵向拉伸强度分别提高11.6%,25.4%,隔膜孔径集中度好、分布均匀、无明显双峰。

聚丙烯样品状态对熔体流动速率影响因素的研究

指明了聚丙烯样品温度、湿度储存时间对熔体流动速率测定的影响。

改进型BCM-100H丙烯聚合催化剂在Horizone装置应用及高性能产品开发

原BCM-100H催化剂生产较高MFR(熔体流动速率)产品时聚合物细粉较多,不利于装置运行。本文考察了改进型BCM-100H催化剂在Horizone装置的工业应用,并与原催化剂及进口催化剂进行对比;使用该催化剂首次在该装置上开发3个高MFR高刚性高抗冲共聚产品K8740H、KH39M和KH75M。结果表明:改进后BCM-100H催化剂活性,氢调敏感性,共聚能力等性能基本不变;聚合物粉料中≤0.15 mm细粉减少约80%,聚合物等规指数(绝对值)提高0.5%,优于进口催化剂;K8740H弯曲模量和常温冲击强度分别是1.36 GPa和8.51 kJ·m^(-2),优于进口同类产品;KH39M和KH75M弯曲模量和冲击强度分别是1.57 GPa,6.00 kJ·m^(-2)和1.59 GPa,5.84 kJ·m^(-2),优于国产同类产品;对助剂进行了筛选优化,可将产品弯曲模量提高5%~10%。产品弯曲模量和冲击强度分别达到1.72 GPa和5.72 kJ·m^(-2),超过进口同类牌号水平。

高密度聚乙烯树脂在管材挤出的应用研究

通过分析塑料管材挤出成型的作用机理及工艺流程,结合管材专用料高密度聚乙烯树脂HDPE的性能测试及实际应用情况,分析挤出温度、挤出速度等参数对管材性能的影响,在合理参数取值下进行高性能管材制备。

PP共挤薄膜挤出温度对挤出流率的影响

多层共挤薄膜生产通常采用单螺杆-熔体泵串联挤出系统,薄膜厚度的稳定性控制是决定其产品质量的重要技术难题。本文通过分析共挤聚丙烯薄膜纵向厚度波动的相关因素,得到薄膜厚度纵向波动是由挤出流率的波动引起,并研究挤出温度变化对熔体泵出口压力与挤出流率波动的影响,以确定纵向厚度稳定性较高的挤出温度。基于现有多层共挤试验线可调整与监测参数,以挤出温度为变量开展实验,将熔体泵进口压力与转速设为固定值,分析物料黏度变化引发的熔体泵出口压力与挤出流率的波动情况。结果表明,随着挤出温度升高,物料黏度下降,熔体流动性增强,螺杆转速与熔体泵出口压力波动变化趋势基本一致,螺杆转速波动幅度约为熔体泵出口压力波动幅度的2.75倍;同时熔体泵出口压力降低,熔体泵进出口压差减小,容积效率提高,挤出流率小幅增加;对比不同温度下挤出流率波动,可知试验线挤出温度设定为220℃时,波动值最小,薄膜具有较高的纵向厚度稳定性,对薄膜产品生产具有一定的指导意义。

TA19钛合金铸锭成分偏析研究

TA19钛合金铸锭采用VAR的方式进行制造。对不同熔速和水冷流量条件下∅700 mm成品铸锭的成分偏析缺陷情况进行了研究。采用实物试验结合有限元模拟的方法,分析了熔炼过程及偏析产生的机理。结果表明熔池形状影响着铸锭的成分分布:熔速越低,熔池深度越浅,偏析深度越浅;水冷流量越大,熔池范围越窄,偏析范围越窄。

增材制造复杂流道水冷电机壳体对驱动电机持续功率影响的研究

目的提高量产铸造电机壳体的换热效率,确保电机在高功率持续工作状态下不会过热,从而提高电机的持续功率。方法基于增材思维对电机水冷壳体的流道进行优化,改变流道形状以增大流道表面积、消除流道涡流并减小流道与内壁的间距。通过仿真分析,不断优化迭代得到最佳的流道设计方案。运用选区激光熔化(SLM)增材技术及相应的后处理工艺,制造出复杂流道结构的电机壳体。结果采用SLM增材技术制造的AlSi10Mg铝合金壳体在x、xz、z 3个方向上的屈服强度均大于230 MPa,即使在较小壁厚的条件下,壳体强度仍满足设计要求。采用该壳体后,电机的持续功率从原量产电机的45 kW提升到50.7 kW,且仍能连续稳定运行45 min,同时电机温度未超过130℃。微观组织检测和工业CT测试结果显示,SLM电机壳体结构致密,未见气孔夹杂。该增材制造壳体的质量为6.95 kg,与量产电机壳体相比,减重约19%。结论通过增材制造技术设计制造的电机壳体整体性能良好,可以有效提高换热效率以及电机的持续功率,并实现了电机的减重。

两类增韧HDPE的力学性能及熔体流动性

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体树脂、(乙烯/丙烯)共聚物和丁苯橡胶为增韧剂制得增韧母料(ETMB)分别采用将ETMB与HDPE热机械共混和将(乙烯/丙烯)共聚物、丁苯橡胶与HDPE简单共混的方法制备了HDPE/ETMB及HDPE/弹性体两类增韧HDPE。结果表明,HDPE/ETMB的悬臂梁缺口冲击强度的提高幅度、拉伸屈服应力保持率均显著优于HDPE/弹性体,二者的弯曲弹性模量保持率基本相同;HDPE/ETMB的熔体流动速率比HDPE/弹性体的小,但仍适宜于注射成型和挤出成型。

熔体流动速率与温度关系的初步探讨

利用熔体流动速率仪研究了PP、LDPE、PS、ABS的流变性能,讨论了温度(T)对熔体流动速率(MFR)的影响。结果发现,温度升高,MFR随之增大,且MFR与1/T成指数关系。

相容剂对PC/ABS合金性能的影响

研究了自制的两种相容剂对PC/ABS合金的力学性能、应力开裂性能和熔体流动速率的影响,并用SEM研究了共混体系的相容性。结果表明,相容剂A[(苯乙烯/马来酸酐)共聚物]和相容剂B(ABS接枝共聚物),均可提高共混体系中两组分的相容性。A、B的最佳用量分别为2％和5％。

硅烷交联聚丙烯的研究Ⅰ──引发剂用量、接枝剂用量和反应温度对凝胶率和熔体流动速率的影响

应用单螺杆挤出机对聚丙烯（ＰＰ）进行乙烯基三乙基硅烷（ＶＴＥＳ）接枝，然后在催化剂二月桂酸二丁基锡（ＤＢＴＤ１）存在下进行水解交联，对接枝产物的熔体流动速率（ＭＦＲ）和凝胶率（Ｇｅ）的影响因素进行了系统的研究。

反应挤出共混法制备发泡用聚丙烯的研究

采用反应型双螺杆挤出机,以过氧化苯甲酰(BPO)做引发剂,不饱和烯烃为交联助剂,一步实现聚丙烯(PP)与少量低密度聚乙烯(LDPE)的共混、接枝与交联,制备出了具有高熔体黏度的发泡用聚丙烯。研究结果表明,改性后PP的熔体流动速率(MFR)可降至0.1 g/10m in以下,体系中有质量含量高达48%以上的凝胶产生,当交联助剂含量与引发剂含量的质量比例约为1.3∶1时,可以获得最佳的改性效果。体系中的引发剂和交联助剂均显著影响改性材料的熔体流动性和凝胶含量,在引发剂质量含量达到0.8%以上时,MFR和凝胶含量变化趋势减缓;差示扫描量热分析(DSC)研究表明,交联使体系中PP相和PE相的结晶速率都下降。对改性后的样品进行发泡实验,结果表明采用反应共混改性PP可获得泡孔细密均匀、穿孔很少的高质量泡沫塑料。

反应挤出共混法制备高熔体粘度聚丙烯的研究

采用反应挤出共混聚丙烯(PP)和低密聚乙烯(LDPE)制备高熔体强度的改性PP,并加入过氧化二异丙苯(DCP)和共单体,来引发、促进体系的交联并抑制PP的降解。通过熔融指数和凝胶质量分数确定由交联和降解引起的流动性能的变化。研究发现:共混后,熔融指数明显降低且有凝胶产生,熔体流动速率可降低至0.5g/10min以下,凝胶质量分数可高达30%以上。这表明体系中发生明显的交联;当LDPE质量分数低时,体系以PP的降解为主,当LDPE质量分数超过28%时,交联占据主导地位;且随着引发剂DCP质量分数增加,体系交联程度增加。

外给电子体对聚丙烯性能的影响

综述了用Ziegler-Natta催化剂制备聚丙烯时加入的外给电子体对聚丙烯等规度、分子量分布和熔融指数的影响,并深入讨论了不同外给电子体组合对聚丙烯性能的影响。采用合适的外给电子体组合可以制备出高熔融指数、宽分子量分布的高性能聚丙烯。