导热绝缘高密度聚乙烯复合材料的制备与性能

文中采用片层状绝缘导热六方氮化硼(h-BN)和高导热导电铜粉(Cu)复配填充来提升高密度聚乙烯(HDPE)的导热性能。控制导热填料总体积分数为30%,通过改变h-BN和Cu在HDPE中的复配比例,实现复合材料中导热网络通路的构建。扫描电镜结果表明,h-BN进入Cu粉无法占据的HDPE基体,起到桥梁作用。h-BN通过连接其周围的Cu粒子,促进了HDPE内部导热网络的形成与构筑。Hot Disk测试结果表明,随着h-BN/Cu比值增加,HDPE复合材料导热系数增大。当V(h-BN):V(Cu)≤1时,大片径h-BN_(30)/Cu体系的热导率高于小片径h-BN_(05)/Cu改性体系;与之相反,当V(h-BN):V(Cu)>1时,相对于大片径h-BN_(30),小片径h-BN_(05)对复合体系热导率的贡献更明显。通过调控h-BN与Cu的含量,实现了在抑制导电网络形成的前提下大幅改善复合材料的导热性能。其研究工作为导热绝缘复合材料的设计制备提供参考。

高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维的强伸性能

为实现高密度聚乙烯三维网状纳微米纤维(PENFs)的自主化规模化生产,以高密度聚乙烯和二氯甲烷为原料,通过高压闪喷纺丝设备成功制备了性能优异的PENFs,采用响应面法对纺丝过程中各工艺参数进行优化,并对其力学性能和耐候性能进行分析。结果表明:PENFs的最佳制备工艺条件为纺丝温度176.3℃、纺丝压力8.6 MPa、纺丝溶液质量分数8.0%,此时制得的PENFs的断裂强度和断裂伸长率分别可达到29.1 cN/dtex和99.9%,优于芳纶和涤纶等常规纤维;定伸长和定载荷条件下,PENFs的弹性回复能力随着拉伸次数和载荷的增加而逐渐降低,拉伸伸长为5%时PENFs纤维的弹性回复率可达到92.8%且拉伸10次后降低至75.5%,拉伸载荷为1.2 N时PENFs纤维的弹性回复率为84.6%;放置在室外20 d内PENFs纤维的强伸性能损失较小,30 d后断裂强度和断裂伸长率明显降低,但纤维外貌并无明显变化。

基于GC-QTOF-MS对物理回收的食品接触用再生高密度聚乙烯中迁移物的非靶向筛查

以3家企业提供的21?种食品接触用再生高密度聚乙烯(recycled high-density polyethylene,rHDPE)样品在60℃条件下与两种代表性食品模拟物(95%乙醇、4%乙酸溶液)接触10 d作为迁移实验条件,利用气相色谱-串联四极杆飞行时间质谱检测迁移到食品模拟物中的物质。被筛查出的161种物质根据其毒性进行分级(由低至高分为Ⅰ~Ⅳ级),其中毒性Ⅲ和Ⅳ级的有59种,且其预测辛醇/水分配系数大于毒性Ⅰ、Ⅱ级的物质。被筛查的物质中苯及取代衍生物占比最高。邻苯类增塑剂、抗氧剂降解产物以及多环芳烃等物质需要特别关注。使用正交偏最小二乘判别分析迁移物在不同阶段样品中的迁移量变化,发现终产品相较母粒样品中物质的迁移量有所提升。该研究可以为食品接触用r HDPE中迁移物的分析及安全风险评估提供理论基础。

改性剂对高密度聚乙烯复合材料的性能研究

采用回收的牡蛎壳经高温煅烧改性后为增强填料,马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)为改性剂与高密度聚乙烯采用熔融共混法制备了纳米复合材料。使用电子万能拉力机、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对复合材料的结构、形貌和结晶性能进行了表征。探究了改性剂以及牡蛎壳粉含量对高密度聚乙烯复合材料综合性能的影响。结果表明:煅烧后的牡蛎壳粉可以提升复合材料的力学性能,且改性剂可以很好改善牡蛎壳粉与高密度聚乙烯之间的相容性,当牡蛎壳粉的质量含量为1%时,复合材料的综合性能最好。

长玻纤/高密度聚乙烯复合材料的制备

以N406作为偶联剂,向双螺杆挤出机中连续加入玻璃纤维(玻纤GF),再经剪切、混合工艺,共混制备了长玻纤增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。采用万能拉伸测试仪、冲击强度测试仪和熔体流动速率(MFR)测试仪,测试了复合材料的力学性能和流动性能;采用差式扫描量热仪(DSC)表征了复合材料的结晶温度、熔融温度;用热失重分析仪(TG)测量了复合材料的玻纤含量。研究结果表明,N406的用量对HDPE的拉伸强度的影响不大,但对冲击强度和MFR的影响较明显。偶联剂用量为8%时,相较未用偶联剂的长玻纤,增强HDPE复合材料的冲击强度提高了64.34%,MFR降低了40.07%。随着玻纤含量增加,拉伸强度、冲击强度升高,MFR降低;HDPE的结晶温度降低,熔融温度增加。玻纤含量为31.26%的复合材料,拉伸强度达到62.88MPa,较纯HDPE提高了180.97%。

玄武岩纤维增强高密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究

以高密度聚乙烯(HDPE)为基体、玄武岩纤维(BF)为增强材料,通过熔融共混、注塑成型制备了HDPE/BF复合材料,对比研究了未改性和硅烷偶联剂KH550改性对复合材料性能的影响,探究了不同BF含量对复合材料的热稳定性、导热性、加工流动性和力学性能的影响。结果表明:改性BF表面存在KH550分子,含改性BF的复合材料的各项性能均优于含未改性BF的复合材料;含10 wt%改性BF的复合材料使其流动速率提高了约65%,改性BF使HDPE的熔融温度最大提高了约3℃,但大幅降低了HDPE的结晶性能;含30 wt%改性BF的复合材料导热系数为0.3642 w/mK,比纯HDPE提高了17%。改性BF可以有效提高复合材料的力学性,尤其是15%含量时缺口冲击强度提升了65%。未改性BF对HDPE性能也有提高,但提升幅度均低于改性BF。

高密度多孔聚乙烯材料在单侧唇裂继发鼻畸形中的应用

目的探讨应用高密度多孔聚乙烯材料矫正单侧唇裂继发鼻畸形的手术方法及临床效果。方法2017年10月至2022年6月共32例患者,采用高密度多孔聚乙烯材料矫正单侧唇裂继发鼻畸形,通过分析患者手术前后鼻面部参数变化,术后并发症发生率以及患者术后满意度,评价手术效果。结果本组患者平均随访时间为(20.0±6.5)个月,手术前后的鼻面部参数均存在明显差异(P<0.05),1例患者术后发生切口延迟愈合,其他患者无并发症发生,患者对手术效果的整体满意度为96.9%。结论利用高密度多孔聚乙烯材料矫正单侧唇裂继发鼻畸形,可以获得良好和稳定的长期效果,安全性较高。

光辐照交联高密度聚乙烯耐环境应力开裂与直流电性能

为满足深海光电复合缆在高压力、强腐蚀性海水环境中的运行要求,文中选择具有良好阻水性能且可耐受直流高压的高密度聚乙烯(HDPE)作为电缆绝缘材料。但结晶度较高的HDPE耐环境应力开裂性能较差,为此采用交联改性来加强片晶间的作用力来保证材料在保持阻水性能的同时能极大地提高材料的耐开裂特性。鉴于HDPE加工温度高(~140℃),与传统的过氧化物交联及硅烷交联工艺适配性差的问题,提出了基于光敏的紫外光引发交联技术,配合一种含有多不饱和双键的交联助剂制备了不同交联度的HDPE材料。从拉伸与热延伸试验得出,随着材料交联度的提高,片晶间的相互作用明显增强,有效提升了材料的耐环境应力开裂性能(>900 h),并保持了优异的阻水特性(<0.125%);基于第一性原理计算,并结合空间电荷分布、直流电阻率与直流击穿强度测试得到,交联助剂的极性基团——羰基在材料内引入了0.8 eV的空穴陷阱与1.9 eV的电子深陷阱,在材料内部有效抑制了空间电荷注入现象,并提高了材料的直流电阻率,保持了材料的直流击穿强度。

高密度聚乙烯装置流化床运行周期短的原因分析及对策

对中国石油兰州石化公司榆林化工有限公司40万t/a高密度聚乙烯装置流化床出现分布板筛孔堵塞、通道粉料堆积、加热板粉料挂壁严重等问题造成流化床运行周期短的原因进行了分析,并采取了相应的优化措施。结果表明:上述问题是由聚合反应系统产生块状树脂,流化床进、出料流量波动大,通道设计缺陷以及循环N_(2)风机设计功率偏小等因素引起的;通过采取优化聚合反应、离心机、流化床等系统操作,消除气力输送系统运行故障等措施,将乙烯进料量由18~45 t/h提高到52 t/h,流化床1腔床层压差由5.5 kPa降低至4.5 kPa,流化床运行周期由90 d延长至288 d。

不同碱料比活化的木质素生物炭对木质素生物炭/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

以木质素为前驱体、氢氧化钾(KOH)为活化剂,利用热解法制备了不同碱料比(KOH与木质素的质量比)的木质素生物炭(LBC),并以LBC为填料、高密度聚乙烯(HDPE)为基体,采用开炼-热压的工艺制备了LBC/HDPE复合材料,对LBC进行了官能团和孔结构表征,对LBC/HDPE进行了性能测试。高温炭化后的LBC极性官能团减少,低碱料比时,LBC主要发生微孔造孔行为,高碱料比时,造孔行为进一步加强,且会发生微孔发展成介孔或大孔的扩孔行为,碱料比为5∶1时制备的LBC的比表面积和孔体积最大,分别达到1835.48 m^(2)/g和1.34 cm^(3)/g。随着碱料比的提高,LBC在HDPE中的分散性和相容性得到改善,复合材料的界面微相分离现象减弱,当碱料比为3∶1时,LBC3/HDPE复合材料的综合力学性能较优,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为29.11 MPa、27.87 MPa和7.11 kJ/m^(2)。LBC的加入,可提高复合材料的热稳定性,同时使复合材料的储能模量和损耗模量增加。

丙烯酸丁酯熔融接枝回收高密度聚乙烯的研究

采用熔融接枝方法,制备了回收高密度聚乙烯接枝丙烯酸丁酯(RHDPE-g-BA),并通过红外光谱对产物进行了定性定量表征。考察了熔融接枝温度、螺杆转速、丙烯酸丁酯(BA)用量、引发剂过氧化二异丙苯(DCP)用量对接枝率的影响。结果表明,在反应温度220℃、主机螺杆转速频率5 Hz、引发剂DCP质量分数0.12%、BA用量12 g时可获得接枝率达3.27%的接枝产物。

高密度聚乙烯高完整容器处置现状及标准研究

国内以海阳核电为代表的第三代核电首次采用了高密度聚乙烯高完整容器。文章介绍了美国Barnwell和Clive处置场HDPE-HIC的处置经验以及国内低放处置场的处置现状,结合我国处置标准要求分析了HDPE-HIC处置要求,并介绍了国内针对HDPE-HIC处置的堆码方案研究,以期为妥善处置HDPE-HIC提供参考。In China, the third-generation nuclear power plant represented by Haiyang Nuclear Power Plant used high-density polyethylene high integrity container for the first time. This paper introduces the disposal experience of HDPE-HIC in Barnwell and Clive disposal sites in the United States as well as the present disposal situation of low radioactive disposal sites in China. Combining with the requirements of China’s disposal standards, the disposal requirements of HDPE-HIC are analyzed, and the stacking scheme research for HDPE-HIC disposal in China is introduced, in order to provide a reference for the proper disposal of HDPE-HIC.

高密度聚乙烯高完整容器屏蔽运输容器研究现状及分类探讨

我国海阳核电采用了高密度聚乙烯高完整容器装填废树脂、过滤器芯,由于货包表面剂量率较高,需要配置专用的屏蔽运输容器。本文介绍了国内容器相关的研究现状,并分析了HDPE-HIC运输容器分类,以期为后续屏蔽运输容器的研制提供参考。

高密度聚乙烯粉料输送螺杆压缩机结垢分析与改进措施

针对高密度聚乙烯装置粉料输送螺杆压缩机入口保护过滤器细粉含量高、压缩机转子结垢,导致盘车困难、压缩机转子抱死等问题,结合装置实际工况,对螺杆压缩机结垢原因进行了分析并提出解决措施。结果表明:通过调整高密度聚乙烯装置工艺运行参数降低聚乙烯细粉含量,以及更换保护过滤器滤芯类型减少聚乙烯细粉通过量等措施,成功解决了螺杆压缩机转子结垢问题,保障了螺杆压缩机安全运行。

化学交联高密度聚乙烯的结构与性能

采用过氧化物引发交联高密度聚乙烯(HDPE),分析了交联后样品的微观结构、交联剂含量、助交联剂含量及HDPE树脂种类对交联高密度聚乙烯(XL-HDPE)的交联度、力学性能及热性能的影响,确定了最佳交联条件,并将制备的XL-HDPE与进口交联高密度聚乙烯(XLPE-H)进行了对比。结果表明,采用2种不同的HDPE,随着交联剂含量和助交联剂含量的增加,XL-HDPE的交联度和冲击强度均呈现增大的趋势,断裂伸长率、熔融温度、结晶温度及结晶度均呈下降的趋势。当交联剂的含量为0.3份时,制备的XL-HDPE的冲击强度能达到100kJ/m^(2)以上,断裂伸长率达到400%以上,与XLPE-H相比,其拉伸应变及冲击强度均较好,证明了制备的XL-HDPE具有较好的力学性能。

玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能

玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等。结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能。与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子。因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方为BF含量20份,BP含量10份,制备获得的样品具有优异的硬度、良好的热稳定性和流变性能,有望在电缆护套材料领域得到广泛的应用。

高密度聚乙烯装置系统结块的原因分析及优化措施

对中国石油独山子石化公司高密度聚乙烯装置反应器、淤浆泵、袋式过滤器、低压闪蒸罐等结块的原因进行了分析,并提出了相应的优化措施。结果表明:各系统结块与原料中杂质、催化剂活性、产品粒度等相关,通过采取控制原料中杂质,优化转产操作,提高检修质量等措施,可使高压闪蒸过滤器滤袋更换周期由最短7 d延长到3个月以上;反应器检修周期由1 a延长至2 a;双峰高密度聚乙烯生产时间由15 d延长至45 d。

紫外交联高密度聚乙烯材料的制备及性能研究

选择高密度聚乙烯(PE⁃HD)作为基础树脂,筛选与之适配的光引发体系制备紫外交联高密度聚乙烯材料(PE⁃Xe),对配方进行优化并对工艺进行探究,对紫外光的穿透性做了系统的试验,并研究了光敏剂和交联剂添加量、紫外灯功率、线速度对PE⁃Xe材料交联度的影响。结果表明:紫外光的穿透能力可以达到9.5 mm,当光敏剂和交联剂的添加量为0.7%(质量分数,下同)时,紫外灯功率为500 W时,材料的交联度可以达到75%以上,制备的管材耐压性好、力学性能优,结晶度达到40%以上,200℃时的氧化诱导时间(OIT)大于20 min。

复方土槿皮酊与外用液体药用高密度聚乙烯瓶相容性研究

目的 探讨复方土槿皮酊与外用液体药用高密度聚乙烯瓶的相容性。方法 采用高效液相色谱法测定苯甲酸和水杨酸的含量,按2020年版《中国药典(四部)》通则0711第一法(毛细管柱法)测定乙醇体积分数。依据《药品包装材料与药物相容性试验指导原则》,通过加速试验[温度(40±2)℃、相对湿度(90±10)%条件下放置6个月],长期试验[温度(25±2)℃、相对湿度(60±10)%条件下放置12个月],加严条件的影响因素试验条件下[温度(25±2)℃、相对湿度(20±5)%(低湿)和温度(25±2)℃、相对湿度(90±10)%(高湿)条件下分别放置6个月],以及多次开启试验,考察高密度聚乙烯瓶包装的复方土槿皮酊实际使用过程中苯甲酸、水杨酸含量及乙醇体积分数的变化。结果 苯甲酸和水杨酸的进样量分别在0.102~1.812μg和0.050~0.906μg范围内与峰面积线性关系良好(R~2=0.999 9,n=5);精密度、稳定性、重复性试验结果的RSD均小于0.5%(n=6);平均加样回收率分别为99.34%和99.24%,RSD分别为0.72%和0.92%(n=6)。加速试验、长期试验及加严条件的影响因素试验(低湿和高湿)条件下,3批样品均为黄棕色至红棕色的澄清溶液,无沉淀、浑浊、变色,无微粒、块状物析出。在加速试验中,3批样品中苯甲酸和水杨酸平均含量及乙醇平均体积分数分别为120.95~121.27 mg/mL、60.30~61.45 mg/mL、78.49%~79.49%,RSD均小于2.0%(n=18);在长期试验中,分别为121.06~121.89 mg/mL、60.49~61.81 mg/mL、79.40%~79.70%,RSD均小于2.0%(n=18);在低湿加严条件的影响因素试验中,分别为121.64~122.89 mg/mL、60.55~61.88 mg/mL、79.23%~80.05%,RSD均小于2.0%(n=18);在高湿加严条件的影响因素试验中,分别为121.11~122.99 mg/mL、60.51~61.88 mg/mL、79.45%~80.41%,RSD均小于2.0%(n=18)。多次开启试验结果显示,3批样品中苯甲酸和水杨酸平均含量及乙醇平均体积分数分别为121.86~123.90 mg/mL、60.60~62.08 mg/mL、79.74%~80.57%,RSD均小于2.0%(n=9)。结论 所建立的高效液相色谱法结果准确、精密度和重复性均良好,可用于复方土槿皮酊中苯甲酸和水杨酸的含量测定。外用液体药用高密度聚乙烯瓶与复方土槿皮酊的相容性良好,可保证复方土槿皮酊的质量稳定。

高密度聚乙烯生产工艺对比分析与研究

高密度聚乙烯(HDPE)作为力学性能和加工性能良好的热塑性高密度材料,是工业、农业、轻工业等多方面不可或缺的重要材料。本文主要分析了HDPE的常用生产工艺。研究结果表明,HDPE生产工艺主要有3种:淤浆法生产工艺在国内HDPE生产领域占据主要地位;气相法生产工艺的特点是单线生产能力高,生产稳定;溶液法生产工艺相对快速简单,常用于生产高附加值产品。