高性能聚丁烯-1/聚丙烯釜内合金管材的结构与性能

采用单螺杆管材挤出机,制备了高等规聚丁烯-1(iPB)与聚丁烯-1/聚丙烯合金(PBA)管材,通过差式扫描量热、小角X射线衍射、耐热蠕变、爆破性能、静液压性能与力学性能测试,考察了iPB与PBA管材的结晶性能与力学性能,PBA管材中PB的片晶厚度,熔融温度与结晶温度均得到提升,耐热蠕变性、爆破与静液压性能、力学性能均优于iPB管材,可作为新一代高性能热水管材使用。

等规聚丁烯-1扩链改性及其超临界CO_(2)发泡行为研究

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂、二甲基二硫代氨基甲酸锌(ZDMC)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为双单体,制备出具有长链支化结构和交联结构等规聚丁烯-1(iPB-1),并采用超临界CO_(2)发泡制备iPB-1发泡材料。研究扩链改性对iPB-1的熔融结晶、流变行为和发泡行为的影响。结果表明,长链支化结构提高了iPB-1的结晶温度并降低了iPB-1结晶度;改性iPB-1的熔体黏弹性提高、松弛时间增加、剪切稀化现象更为明显,同时表现出显著的应变硬化现象;长链支化改性iPB-1具有更宽的发泡温度区间和更均匀的泡孔结构。

全同含量对聚丁烯-1室温结晶性能的影响

采用负载钛催化体系合成了全同含量为86%和99%的两种聚丁烯-1。通过差示扫描量热仪、偏光显微镜和红外光谱仪研究了室温时全同含量对聚丁烯-1结晶和晶型转变的影响。结果表明,全同含量越高,其结晶性能越好,结晶速率快,熔点高,由晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变速率也越快;不同全同含量的聚丁烯-1中的晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的80%以上发生在前48 h,48 h之后转变速率减缓。

全密度聚丁烯-1的结构与性能——(Ⅰ)全同含量与聚丁烯-1性能的关系

研究了全同含量对聚丁烯-1(PB-1)性能的影响。差示扫描量热法测试和偏光显微镜观察表明,在室温结晶时若全同含量越高,则结晶度越高,晶粒完善性越好。结晶的差异又引起聚丁烯-1材料物理力学性能的改变,通过控制全同含量可以得到不同性能的聚丁烯-1材料。

高全同聚1-丁烯的性能

采用负载钛催化体系合成了全同聚1-丁烯(iPB)。结构表征和性能测试表明,iPB的熔点为127℃,结晶度为56%;它在结晶过程中伴随着晶型的转变,易于结晶,形成的球晶半径达70μm;其物理性能基本达到了聚1-丁烯热水管专用树脂的要求。

高等规度聚丁烯-1的合成

考察了负载钛(Ti)-三乙基铝(AlEt3)催化体系聚合条件对合成高等规度的聚丁烯-1的影响,并用DSC和FTIR对所合成聚合物的结构进行表征。实验表明:随着n(DDS)/n(Ti)的增加,聚丁烯-1的等规度先增大后减小,当n(DDS)/n(Ti)为1.3时,等规度达到最大值。随着氢气压力的增大,聚丁烯-1的等规度先增大后减小,当氢气压力为0.04 MPa时,等规度出现最大值。在聚合条件:n(DDS)/n(Ti)为1.3,氢气压力为0.04 MPa时,合成出等规度为94.1%的高等规度聚丁烯-1。对自制高等规度聚丁烯-1和国外样品进行的DSC和FTIR测试对比表明,自制样品与国外样品的结构非常接近。

高等规聚丁烯-1室温结晶过程的研究

采用负载钛催化体系合成了高等规聚丁烯-1(i-PB)。通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、红外光谱仪和X-射线衍射仪研究了室温时随着时间的推移i-PB结晶过程和晶型转变。结果表明:随着结晶时间的延长,i-PB由Ⅱ晶型向Ⅰ晶型的转化率增高;i-PB室温结晶需要很长的时间,使晶型转变时间也变长.因此在一定时间内i-PB的聚集态结构是不断变化的。

iPB-g-MAH反应挤出工艺及性能

采用反应挤出工艺制备聚丁烯-1接枝马来酸酐改性材料,研究了挤出机温度、螺杆转速及原料放置时间对引发剂过氧化二异丙苯(DCP)、共单体苯乙烯(St)、接枝单体马来酸酐(MAH)反应体系的影响,分析了接枝物iPB-g-MAH-co-St在挤出机工业化制备中的适宜条件。结果表明,反应挤出温度对制备iPB-g-MAH的影响较大,在170~210℃区间内,接枝率最高可达3.05%,最低仅为1.29%,适宜的反应温度范围为180~200℃;螺杆转速对反应挤出制备iPB-g-MAH的接枝率影响较小,在60~140 r/min转速区间内,接枝率最大与最小值之间的差值低于40%,适宜的反应转速为120 r/min;配置好的原料放置时间过长导致过氧化二异丙苯(DCP)降解iPB-1,接枝物的接枝率与力学性能显著降低,在实际生产中需严格控制物料的放置时间。

1-丁烯和少量丙烯共聚物的室温结晶性能

采用负载钛催化体系合成了全同聚1-丁烯及1-丁烯与丙烯共聚物(简称共聚物)。研究了室温时共聚物的晶型转变过程及其力学性能。结果表明,共聚物的结晶度要小于全同聚1-丁烯的;共聚物的力学性能有所降低;共聚物的球晶较全同聚1-丁烯的小,且不如后者的球晶完善;共聚物的晶型转变速率明显快于全同聚1-丁烯的。

高等规聚1-丁烯的制备

采用低温淤浆法和高温本体法合成了聚1-丁烯,考察了聚合条件对1-丁烯聚合的影响,并利用DSC,GPC,XRD等方法分析了聚1-丁烯的结构.实验结果表明,低温淤浆聚合时,采用中国石化北京化工研究院BCK催化剂可制备粒子形态好和等规指数高的聚1-丁烯,聚合活性为6.5 kg/（g·h）.BCK催化剂也适用于高温本体聚合,适宜的聚合条件为：二环戊基二甲氧基硅烷为外给电子体,三异丁基铝为助催化剂,加氢量0.05～ 0.07 MPa.聚1-丁烯中主要存在晶型Ⅱ、晶型Ⅰ＇和少量的晶型Ⅲ,其熔点、结晶度和全同五元组分含量与国外产品接近.

聚丁烯-1分子结构对结晶的影响

通过差示扫描量热测试法和偏光显微镜,研究了相对分子质量和等规度分别对聚丁烯-1(i-PB)结晶度和结晶形态的影响。实验结果表明:在常温结晶时若i-PB的相对分子质量越小则结晶度越高,晶粒完善性越好;同时等规度越高则结晶度越高,晶粒完善性越好。

Mult-920成核剂对高等规聚1-丁烯结晶行为及力学性能的影响

运用差示扫描量热法和偏光显微镜等分析手段,研究了Mult-920成核剂对高等规聚1-丁烯(i-PB)结晶形态和力学性能的影响。结果表明:Mult-920成核剂最佳添加量是0.15%,该成核剂可以有效减小i-PB球晶粒径及其分布,完善晶型,提高结晶速率和结晶度,同时可以提高i-PB的刚性。

Z-N催化剂中的外给电子体对聚1-丁烯结构性能的影响

采用Z-N催化剂催化1-丁烯聚合合成高全同含量聚1-丁烯(iPB),比较了2种外给电子体对所得聚合物结构和性能的影响。结果表明,在相同聚合条件下,采用外给电子体D-B时得到的iPB的力学性能要明显优于二苯基二甲氧基硅烷(DDS)作为外给电子体时得到的iPB的力学性能。通过13C-NMR和DSC的分析可知,用外给电子体D-B得到聚合物的分子链规整度要高于用DDS所得到聚合物的分子链规整度,因而使得聚合物的结晶程度较高,力学性能也更理想。

外给电子体对1-丁烯聚合的影响

用Ziegler-Natta催化剂合成高全同结构的聚1-丁烯,考察了3种硅烷类外给电子体对1-丁烯聚合的影响。结果表明,在相同的聚合条件下,外给电子体对聚1-丁烯全同含量的影响从大到小依次为D-A、D-B和DDS,其中D-A更有利于合成高全同含量及性能更好的聚1-丁烯;氢气作为链转移剂能很好地控制聚1-丁烯的相对分子质量,外给电子体对其的敏感性从小到大依次为D-B、D-A和DDS。氢气在用量不大时可以起到提高1-丁烯转化率的作用。

全同聚1-丁烯的流变性能

采用毛细管流变仪研究了全同聚1-丁烯(iPB)的流变性能。结果表明:PB在剪切速率为100～1000 s^(-1)时出现剪切变稀现象,iPB熔体为假塑性流体,其非牛顿指数随温度的升高而逐渐降低。iPB熔体的表观黏度与温度之间的关系符合Arrhenius方程,在剪切速率较低时,表观黏度对温度的依赖性较大;在剪切速率较高时,熔体温度对表观黏度的影响较小。

GMA／St多组分单体熔融接枝高全同聚1-丁烯

采用Haake转矩流变仪研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-苯乙烯(St)多组分单体熔融接枝高全同聚1-丁烯(iPB)。考察了温度,过氧化二异丙苯(DCP),GMA,St用量对接枝的影响。结果表明:在180℃下,DCP用量为0.8 phr时,接枝率最高;DCP用量一定时,随着GMA用量增加,接枝率增加,熔体流动速率减小;St作为共单体可明显提高GMA的接枝率。

溶液聚合法合成高全同聚丁烯-1的结构与性能

采用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)对溶液聚合法合成的高全同聚丁烯-1(iPB-1)进行了微观结构表征。结果表明:当全同质量分数为96.0%时,iPB-1的晶型I熔点为132.5℃,结晶度为63.2%;iPB-1的拉伸强度为32.4 MPa,断裂伸长率为215%,弯曲模量为408 MPa。

复合引发剂引发GMA熔融接枝聚1-丁烯

采用复合引发剂用Haake流变仪研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-苯乙烯(St)多组分单体熔融接枝高全同聚1-丁烯(iPB)。用傅里叶变换红外光谱对接枝物进行了分析,并分别考察了复合引发剂比例、GMA用量、引发剂总用量和St用量对接枝的影响。结果表明:在复合引发剂引发下,GMA和iPB可熔融接枝,接枝率最高可达1.74%;St作为共单体可明显提高GMA的接枝率和接枝效率,当n(St)/n(GMA)为1.5时,接枝率为单独使用GMA时的2.3倍。

低温合成高等规度聚1-丁烯

考察了低温聚合下三乙基铝/负载钛高效催化剂[n(Al)/n(Ti)]、n(Ti)/1-丁烯[n(Bt)]、二苯基二甲氧基硅烷[n(DDS)]/n(Ti)和氢气压力对聚1-丁烯等规度和特性黏数的影响,并用差示扫描量热仪和偏光显微镜对自制试样和日本三井化学公司的试样进行了分析比较。结果表明,当n(DDS)/n(Ti)为13.21、n(Ti)/n(Bt)为3×10-5、n(Al)/n(Ti)为200、温度为15℃及氢气压力为0.02MPa时可以合成等规度为97.2%、特性黏数为254mL/g的聚1-丁烯。自制试样和三井化学公司试样的熔点与熔限温度范围基本一致,二者的结晶度分别为63.90%和82.96%。二种试样均为球晶,粒径分布比较均匀,但自制试样的晶粒明显大于三井化学公司的试样。自制试样的密度、硬度、冲击强度、弯曲模量及屈服强度都低于三井化学公司的试样,而拉伸强度和扯断伸长率却高于后者,这主要是在自制试样中未添加成核剂的缘故。

含内给电子体的负载钛催化剂催化1-丁烯本体聚合

以Al(i-Bu)3(简称Al)为助催化剂,采用含有内给电子体的负载钛催化剂(简称Ti)体系催化1-丁烯(Bt)本体聚合,合成了聚1-丁烯热塑性弹性体(PB-TPE),考察了Al/Ti(摩尔比)、聚合温度对转化率、产物全同结构含量和力学性能的影响,研究了产物的结晶行为和微观结构。结果表明,随着Al/Ti的增加,聚合产物的全同结构含量先升高后降低,当Ti/Bt(摩尔比)为3×10-5、Al/Ti为400时,全同结构质量分数可达到80%;随聚合温度的升高单体的转化率增大,在40℃时,转化率达86%,但全同结构含量明显降低。PB-TPE的玻璃化转变温度为-23.10℃,熔点为111.28℃,结晶度为29%。采用含内给电子体的Ti合成的PB-TPE的全同结构含量和结晶度较不含内给电子体的Ti合成的PB-TPE高,从而使其拉伸强度达14MPa。