二氧化碳在固态聚丙烯复合材料中的溶解扩散行为研究

论文摘要

利用重量分析的方法测定了温度分别为343.15K、373.15K和393.15K、压力0-16MPa范围中二氧化碳（CO2）在固态聚丙烯（PP）、PP/滑石粉复合材料及PP/活性炭复合材料中的溶解度,考察、分析不同填料的加入及其与聚合物结合的界面特性对CO2在聚合物中溶解度和扩散系数的影响,同时计算了扣除晶区和填料质量后CO2在各材料中的溶解度和扩散系数。CO2在未经界面改性PP/滑石粉复合材料中的溶解度低压下大于而高压下小于其在纯PP中的溶解度,在经过界面改性的PP/滑石粉复合材料中的溶解度小于其在纯PP和未经界面改性复合材料中的溶解度。CO2在PP/滑石粉复合材料中的扩散系数小于其在纯PP中的扩散系数,填料含量越大扩散系数越小。CO2在未经界面改性PP/活性炭复合材料中溶解度大于其经界面改性复合材料中的溶解度,且均大于其在纯PP中的溶解度,填料含量越大溶解度越高。CO2在PP/活性炭复合材料中的扩散系数大于其在纯PP中的扩散系数,扩散系数随填料含量的增加而增大。通过S-L状态方程关联了CO2在纯PP和经过界面改性的PP复合材料非晶区中的溶解度,并预测了CO2对聚合物基体的溶胀情况,验证了填料对聚合物分子链运动的阻碍作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 第2章 文献综述
• 2的特点'>2.1 超临界CO₂的特点
• 2的塑化作用'>2.2 超临界CO₂的塑化作用
• 2.2.1 降低聚合物的玻璃化转变温度
• 2.2.2 熔融温度的下降和诱导结晶的产生
• 2在聚合物中的溶解度'>2.3 CO₂在聚合物中的溶解度
• 2.3.1 溶解度测定的实验方法
• 2在聚合物中溶解度的相关模型'>2.3.2 关联及预测CO₂在聚合物中溶解度的相关模型
• 2在聚合物中的扩散'>2.4 CO₂在聚合物中的扩散
• 2在复合材料中的溶解扩散研究进展'>2.5 CO₂在复合材料中的溶解扩散研究进展
• 第3章 实验部分
• 3.1 原料和设备
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 实验设备
• 3.2 聚丙烯复合材料的制备
• 3.2.1 填料的表面处理
• 3.2.2 复合材料样品的制备
• 2对PP的塑化作用'>3.3 CO₂对PP的塑化作用
• 2在PP及其复合材料中的溶解度和扩散系数'>3.4 重量分析法测定CO₂在PP及其复合材料中的溶解度和扩散系数
• 3.4.1 实验装置示意图和实验流程
• 3.4.2 溶解度计算公式
• 3.4.3 扩散系数计算公式
• 3.5 小结
• 2在PP/滑石粉复合材料中的溶解扩散'>第4章 CO₂在PP/滑石粉复合材料中的溶解扩散
• 2在纯PP中的溶解度和扩散行为'>4.1 CO₂在纯PP中的溶解度和扩散行为
• 2溶解后的PP结晶度的变化'>4.1.1 经CO₂溶解后的PP结晶度的变化
• 2在纯PP中的溶解度'>4.1.2 CO₂在纯PP中的溶解度
• 2在纯PP中的扩散行为'>4.1.3 CO₂在纯PP中的扩散行为
• 2在PP/滑石粉复合材料中的溶解度和扩散行为'>4.2 CO₂在PP/滑石粉复合材料中的溶解度和扩散行为
• 2溶解后复合材料结晶度的变化'>4.2.1 经CO₂溶解后复合材料结晶度的变化
• 2在PP/滑石粉复合材料中的溶解度'>4.2.2 CO₂在PP/滑石粉复合材料中的溶解度
• 2在PP/滑石粉复合材料中的扩散行为'>4.2.3 CO₂在PP/滑石粉复合材料中的扩散行为
• 4.3 溶解度数据的模型关联
• 4.3.1 模型方程的选择
• 4.3.2 溶解度数据的模型关联
• 4.4 小结
• 2在PP/活性炭复合材料中的溶解扩散'>第5章 CO₂在PP/活性炭复合材料中的溶解扩散
• 2溶解后复合材料结晶度的变化'>5.1 经CO₂溶解后复合材料结晶度的变化
• 2在PP/活性炭复合材料中的溶解度'>5.2 CO₂在PP/活性炭复合材料中的溶解度
• 2在PP/活性炭复合材料中的扩散行为'>5.3 CO₂在PP/活性炭复合材料中的扩散行为
• 5.4 溶解度数据的模型关联
• 5.5 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录