versify及ppversify共混物结构与性能的研究

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1、四川大学博士学位论文VERSIFY及PP／VERSIFY共混物结构与性能的研究材料学专业研究生：陈金耀指导教师：李惠林教授摘要VERSIFY．聊共聚物是Dow化学公司采用Imite工艺与新催化剂最近开发的一种新型专用丙烯．乙烯共聚物。通过DSC，DMTA,POM和WAXD等手段，研究了乙烯共聚单体含量的变化对VERSIFY共聚物结晶性能、力学性能和粘弹性能的影响。乙烯共聚单体的引入使VERSIFY分子链的结构和凝聚态结构均发生了明显的变化。探讨了VERSIFY共聚物的加入对PP结晶行为及其等温结晶动力学的影响。研究了VERSIFY弹性体在静态超声作用下的降解规律

2、及其动力学，提出了VERSIFY共聚物超声降解的机制。研究了挤出过程中超声振动作用对PP／VERSIFY共混物加工行为、形态及力学性能的影响。一1．以一系列新型的聚烯烃VERSIFY共聚物为研究对象，研究了共聚单体含量和分子量的变化对其力学行为、结晶性能和粘弹性的影响。研究表明，乙烯共聚单体的引入，改变了聚丙烯可结晶序列的长度，使聚丙烯主链的规整结构受到破坏，共聚物展现宽的熔融范围。随乙烯共聚单体含量增加，熔融温度、结晶温度及结晶度均下降。探讨了在不同等温结晶温度下，共聚物熔融行为、结晶形态和晶型的变化。经等温结晶后，共聚物试样展现多重的熔融行为。随结晶温度的提

3、高，vERSIFY共聚物球晶尺寸增加，晶核减少，熔融热焓降低。结晶温度的提高有利于共聚物Y晶型的形成，y晶型相对含量增加。对于乙烯单体含量较低的VERSIFY共聚物DP2000和DP2200，乙烯单体含量增加也有利于Y晶型的形成。2．动态力学分析结果表明随乙烯单体含量增加，VERSIFY共聚物刚性四川火学博士学位论文下降，玻璃化转变温度降低。动态频率扫描研究结果表明，随共聚物中乙烯单体含量增加，平台模量和零剪切粘度提高，这主要是由于乙烯单体的引入增加分子链的缠结密度所造成的。3．考察了PP／VERSIFY共混物的结晶性能及其等温结晶动力学。结果表明：不同VERS

4、IFY共聚物的加入均降低了聚丙烯的结晶温度，熔限变宽，但对聚丙烯的熔点影响不大。根据Hoffman．Lauritzen理论，计算了聚丙烯及其共混物的成核速率常数和折叠表面自由能。与聚丙烯相比，iPP／VERSIFY共混物的成核速率常数和折叠表面自由能均增加。表明VERSIFY共聚物的加入阻碍了聚丙烯的成核和晶体的生长，因而降低了总的结晶速率。采用POM在线研究了聚丙烯及其共混物的等温结晶行为。VERSIFY共聚物的加入降低了聚丙烯的球晶生长速率。共聚物中乙烯单体含量越高，与PP的相容性就差，随共聚物乙烯单体含量的增加，共混物球晶生长速率增加，直到接近纯聚丙烯的球

5、晶增长速率，这一结果表明，VERSIFY与PP相容性越好，PP的球晶生长速率越小。4．研究了VERSIFY共聚物乙烯单体含量的变化对PP／VERSIFY共混物的相容性、相形态和力学性能的影响。VERSIFY共聚物的加入降低了PP的拉伸强度和杨氏模量，提高了PP的断裂伸长率。SEM和AFM分析表明，PP／DP2000(80／20)共混物展现均一的相形态，表明乙烯单体含量较低的VERSIFY共聚物DP2000与PP具有良好的相容性。而PP／DE2300(80／20)和PP／DE2400(80／20)共混物则呈现相分离的结构形态，分散相尺寸较小，约为O．1um。DP2

6、000的加入起不到有效增韧聚丙烯的作用，而乙烯单体含量较高的VERSIFY弹性体的加入则能显著提高PP的缺口冲击强度。5．研究了一系列新型热塑性聚烯烃弹性体在静态超声振动作用下的力化学降解行为。在超声振动作用下，聚合物的分子量或特性粘数随超声作用时『自J增加而发生显著变化。在降解初期(前100秒)，聚合物的分子量或特性粘数大幅度降低，然后逐渐下降趋向一极限值。其降解动力学方程可以下式表示：M，=M。+(Mo—M。)e“‘或【叩l--[卵L+([卵】0-【77L弦一。VERSIFY共聚物熔体的超声降解行为受超声功率和温度的影响。随超声功率增加和熔体温度的降低，超声

7、降解更加显著，降解速率加快，降解程度提高，Ⅱ四川大学博士学位论文极限分子量变小。随超声作用时间的延长，VERSIFY共聚物的分子量下降，分子量分布明显变宽，分子链的断裂是无规进行的。FTIR分析表明，随超声作用时间增加，VERSIFY共聚物中PP序列单元含量降低，短的PP等规螺旋序列增多，而长的PP等规螺旋序列减少。说明VERSIFY共聚物中降解主要是发生在丙烯链段。6．采用超声一挤出装置研究了挤出过程中超声振动作用对PP及PP／VERSIFY共混物的挤出加工行为和力学性能的影响。超声振动作用能明显降低熔体的挤出口模压力和表观粘度。随超声功率增加，表观粘度下降越

8、明显。超声振动作用有利于