尼龙66的扩链改性研究

采用含双环氧基团的扩链剂,用熔融反应挤出的方法对尼龙66进行扩链改性,并对改性后尼龙66的力学性能和流变行为进行了测试表征和分析。结果表明,扩链改性后尼龙66的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均比纯尼龙66有明显的提高;随着扩链剂用量的增加,平衡扭矩和消耗能量逐渐增大,表明扩链剂对尼龙66有明显的扩链效果。

反应式挤出机的设计及应用

介绍了自行设计的反应式挤出机的组成和技术特点 ,将其用于聚乙烯接枝马来酸酐 (PE -g -MAH)的生产上效果良好。实验表明 ,它不但能够提高接枝效率 ,而且能将绝大部分的游离态马来酸酐 (MAH)分离出去 ,可得到无色、无味、无气泡、表面光滑、纯净的PE -g

双螺杆反应挤出法制备聚乳酸的研究

利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。研究了反应挤出温度、催化剂用量及螺杆转速等因素对该缩聚反应的影响。结果表明,当反应温度为150℃,催化剂用量为0.5%,螺杆转速为75r/min时,聚乳酸的摩尔质量能得到最大程度的提高。DSC分析表明,采用该法制得的聚乳酸的结晶度有所降低。

苯乙烯反应挤出过程模拟及数值计算

在SHL-Φ35型自洁式、同向旋转双螺杆挤出机上进行了以丁基锂为引发剂的阴离子聚合苯乙烯反应挤出实验。采用静态实验法得到物料在螺杆结构中的填充度分布,在此基础上用平板模型对反应挤出过程进行了模拟。对沿螺杆轴向反应转化率,以及反应热、耗散热、机筒导热等热传递现象所致的温升进行了数值计算,计算结果与苯乙烯反应挤出实验结果比较,符合良好。

双螺杆反应挤出模型的研究

详细研究了双螺杆中反应挤出聚合物的动力学模型、流动模型和传热模型。

反应挤出法碱分解黑钨矿

针对目前黑钨矿碱法分解工艺中存在的反应温度高、生产效率低等问题,开发了一种黑钨矿碱分解新工艺,以双螺杆挤出机为反应器,采用反应挤出法对高黏度黑钨矿的碱分解过程进行了研究,系统考察浸出时间、温度、螺杆转速和碱用量对钨矿浸出效果的影响。在矿水质量比为2.67:1、碱用量为理论量的1.5倍、温度为120℃,螺杆转速为180 r/min和反应时间为2.5 h的条件下,浸出渣中WO3的含量为2.54%,钨矿的浸出率达99.13%。

反应挤出研究进展

综述了反应挤出的发展概况、反应挤出的技术特点以及反应挤出的最新进展,介绍了反应挤出的主要设备———螺杆挤出机,展望了反应挤出的发展趋势.

半连续化直接缩聚法制备聚对苯二甲酰对苯二胺浆粕

采用啮合同向旋转的双螺杆挤出机作为主反应器,半连续化直接缩聚法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)浆粕.结果发现,较低的预缩聚反应温度有利于得到高相对分子质量的PPTA浆粕;而在双螺杆挤出机中主反应温度则应控制在70℃左右为宜;物料在双螺杆中的停留时间超过3min,才满足制备PPTA浆粕的工艺要求.螺杆的转速对PPTA浆粕的相对分子质量(Mw)的提高不显著,若转速太快,使物料在双螺杆中的停留时间缩短,反而不利于得到性能较好的PPTA浆粕.本研究为直接缩聚法制备PPTA浆粕的进一步放大打下了基础.

挤出机的选择对加工废旧聚酯瓶片的影响

使用普通单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、接枝型反应挤出机和缩聚型反应挤出机研究了废旧聚酯瓶片的挤出反应情况和产品的特性黏度([η])变化。结果表明:使用普通单螺杆挤出机或双螺杆挤出机对废旧聚酯瓶片进行挤出时,产品的[η]均低于原料瓶片的[η]平均值;使用接枝型反应挤出机加工PET瓶片时,产物的[η]可达0．83 dL/g;使用缩聚型反应挤出机加工PET瓶片时,挤出生产稳定,产品条韧性好,产物的[η]均在0．70～1．0 dL/g之间,扩链剂用量较少,扩链效果最佳。通过DSC、WAXD分析表明,扩链后的PET产品与纯PET工业料相比,其热性能、晶型都没有改变,产品达到中空吹塑加工瓶的要求。

反应挤出技术研究进展

综述了聚合物反应挤出技术的研究进展情况,包括反应挤出机械及反应挤出技术在聚合物接枝、就地增容、可控降解与交联、合成等方面的研究进展情况,展望了反应挤出技术今后的发展方向。

改性聚丙烯反应挤出可控降解研究

利用反应挤出技术,研究了聚丙烯(PP)、PP及改性剂和无规共聚聚丙烯(PPR)在过氧化物作用下在反应挤出机中进行可控降解的规律。试验发现,产物的熔体流动速率(MFR)随过氧化二异丙苯引发剂(DCP)用量的增加而呈成倍增长趋势;封闭反应挤出机排气口更利于可控降解反应;可控降解产物在满足材料力学性能需要的前提下其外观质感得到了显著提高;加入改性剂EVA(乙烯／醋酸乙烯共聚物)或POE(乙烯／辛烯共聚物)后有利于提高产物的韧性和表观质量;PPR在反应挤出机中表现出与纯PP相同的降解规律,但产物的性能在降解后得到了提高。

高黏微观混合表征新方法及其在双螺杆挤出机中的应用

在双螺杆反应挤出过程中微观混合程度是重要的操作参数。一些特别设计的经典小分子竞争反应体系常用于表征微观混合,但其用于大分子反应的高黏物系时由于大小分子扩散不同容易引起偏差。今建立了一种由苯乙烯-(3-异丙烯基-α,α′-二甲基苄基-异氰酸酯)共聚物(PSt-co-TMI)与9-(甲胺基-甲基)蒽(MAMA)为快反应、PSt-co-TMI与己内酰胺(ε-CL)为慢反应的大分子竞争反应体系,并应用于TSE-20可开启式自啮合双螺杆挤出机中微观混合状况的表征。考察了不同螺杆位置处产物的分离指数和转化率;研究了螺杆转速、喂料速率等对微观混合质量的影响。结果表明:该大分子竞争体系可很好地用于双螺杆挤出机中高黏物系微观混合表征;微观混合在物料熔融后相当短的流程内即完成,微观混合质量在挤出过程稳定后保持不变;对于推进式元件,在相同的喂料速率下随着螺杆转速的增加微观混合质量下降;填充度是影响推进元件中微观混合质量的重要因素,在特定的实验条件随喂料量增大微观混合质量反而改善的原因在于填充度的提高有利于微观混合。

挤出微交联反应提高聚丙烯熔体强度的研究

使用单螺杆挤出机和反应挤出机研究了聚丙烯(PP)在引发剂与交联剂作用下的微交联反应,应用在线熔体强度仪等方法检测了产物的熔体强度变化情况,制备出了能够保持较高流动性的高熔体强度聚丙烯。试验表明,单螺杆挤出机的使用效果优于反应挤出机,同时在试验配方范围熔体强度呈现先升高后降低的趋势。最佳工艺和配方为:挤出温度160,180,190,190,180℃、螺杆转速50~60r/min;使用过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,质量分数0.03%~0.04%;二乙烯基苯(DVB)为交联剂质量分数0.30%~0.50%。该条件下可以制备出表面光洁、凝胶质量分数低于0.51%的高熔体强度聚丙烯。

双螺杆反应挤出合成PA6/蒙脱土纳米纺丝切片

采用己内酰胺作单体,通过双螺杆反应挤出的方法合成了PA6/蒙脱土纳米纺丝切片。设计了合理的螺杆组合方式,设定了双螺杆筒体温度,选择适当的螺杆转速,所得到的切片相对分子质量适当,分布较小,适宜纺制纤维。采用WAXD、DSC对切片进行分析表明,单体在蒙脱土硅酸盐片层中插层聚合。用该切片纺制成的纤维强度为5.35cN/dtex,伸长28.1％,模量52.42cN/dtex,比纯PA6有所提高。

螺棱梯形底角和凹槽半径对反应挤出机流场的影响

利用Polyflow计算机软件,在相同温度的条件下,通过最大剪切速率、最大剪切应力、最大混合指数和累计停留时间这4个指标,研究螺杆螺棱截面形状为梯形时其梯形底角角度和凹槽半径两个变量对聚乙烯在单螺杆反应挤出机中流场的影响。结果表明,当螺杆螺棱截面梯形底角角度为60°时,螺杆提供的最大剪切速率、最大剪切应力、最大混合指数均较底角为30°和45°的高,粒子累积停留时间则居中;在底角为60°的梯形螺棱上开半径为1.5 mm的半圆凹槽时,该结构所提供的最大剪切速率、最大剪切应力和最大混合指数均较不开槽(凹槽半径0 mm)和凹槽半径为2 mm的高,粒子累积停留时间相对最短。当螺杆螺棱截面梯形底角角度为60°且凹槽半径为1.5 mm时,可使物料获得的剪切效果最好且使其在流道中的停留时间最短,从而为大规模生产加工节约了时间。

用普通单螺杆挤出机改善聚丙烯熔体性能的研究

选用五种含有多官能团的可反应单体和四种自由基引发剂,使用普通单螺杆挤出机作为连续的熔融反应器,研究了聚丙烯在自由基引发作用下与各种反应单体的反应规律。实验结果表明:二乙烯基苯(DVB)和过氧化二异丙苯(DCP)是聚丙烯熔体改性的最佳反应单体和引发剂,其最适宜用量:DVB为0.6%,DCP为0.04%;挤出机的最佳工艺条件为:螺杆转速45r/mm,料膛反应区温度为190℃;经反应挤出产物的熔体强度达到14.1kPa.s,比原料PP提高了7倍,熔体指数从5.0g/10min降低到2.2g/10min,熔垂从11.5mm降低到3.2mm。

回收饮料瓶片含水量对PET扩链反应的影响

分别使用Φ30反应挤出机和相同螺杆结构的Φ90反应挤出机研究了饮料瓶片中含水量对挤出产物特性黏度的影响。结果表明,在相同配方条件下,使用实验机生产出的对苯二甲酸乙二醇酯(PET)扩链产品的特性黏度比工业机生产出的低;使用工业机挤出含水量为2.5%的瓶片,产物特性黏度可达0.70 dL/g以上,满足纺涤纶长丝的要求;当瓶片经干燥使含水量降至0.2%时,使用工业机可使产物的特性黏度达到0.82 dL/g,满足再次吹瓶的要求;经工业机挤出含水量为0.2%的瓶片和0.25%扩链剂均苯四甲酸二酐(PMDA),产物的特性黏度可以高达0.94 dL/g,达到重型包装用打包带料的标准。

反应挤出实验的探索

分析了原反应挤出实验的不足之处,通过增加解剖挤出机和错误实验,使实验教学不仅仅停留在简单的材料加工上,而且使学生对挤出机的结构、工作原理、工艺以及聚合物的改性有更深刻的理解,从而提高了学生的动手能力,创新能力和解决问题能力。

用反应挤出法制备尼龙6塑料

利用双螺杆挤出机进行了尼龙6阴离子开环聚合反应的研究,通过改变引发剂及活化剂的浓度、螺杆转速、机筒的温度分布以及螺杆元件构型的排布等,研究了这些工艺参数对尼龙6反应挤出产物性能的影响。结果表明,反应挤出的尼龙6综合机械性能比水解缩聚法生产的好,且具有较高的性能价格比。

热塑性聚氨酯弹性体合成的研究

以聚四氢呋喃醚二醇、4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯及1，4-丁二醇为原料，采用双螺杆反应挤出机进行了生产热塑性聚氨酯弹性体的研究，对有关影响因素进行了讨论。生产规模为500t／a。该合成方法具有工艺简单、生产率高等优点，产品的性能与国外同类产品相当。