李沛:新型聚乙烯和聚丙烯树脂的分级及链结构研究论文

李沛:新型聚乙烯和聚丙烯树脂的分级及链结构研究论文

本文主要研究内容

作者李沛(2019)在《新型聚乙烯和聚丙烯树脂的分级及链结构研究》一文中研究指出:为了提高使用性能和满足特殊应用需求,新型聚烯烃树脂往往具有复杂的链结构,这些结构因素包括分子量及其分布、等规度及其分布、共聚组成及其分布、拓扑结构等。为了建立聚烯烃的结构与性能之间的关系,生产出性能优异的聚烯烃树脂,对其链的微结构研究是至关重要的环节。本论文工作从聚合物链结构的多重非均匀性出发,研究了几种新型聚烯烃树脂,包括支化聚乙烯和低溶出物透明聚丙烯树脂的链结构。首先,采用多种分级方法对聚烯烃树脂进行了分级,利用高温凝胶渗透色谱与示差、两角激光光散射和粘度三检测器联用(GPC-RI-LLS-VIS)、核磁共振碳谱(13C-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)和流变仪等对原样和级份进行了系统表征,得到较确切的链结构信息,建立其结构与性能间关联。采用溶剂梯度分级方法(SGF),以1,2,4-三甲苯(TMB)和乙基溶纤剂(ECS)作为良/劣溶剂对,在115oC对一种具有高速挤出涂覆性能的低密度聚乙烯(LDPE)树脂A进行了分级。通过调整良/劣溶剂的比例,成功得到不同分子量的级份,分子量Mw从1.58×103g/mol到4.76×106g/mol具有非常宽的范围,且大部分级份的分子量分布(MWD)在1.1-1.2之间,高分子量级份(级份10-13)在树脂中所占比例约为55.85%。在所有级份中,短链支化占主要部分,且含有一定量的长链支化,支化含量分布没有明显的分子量依赖性。最低的支化含量和最长的亚甲基序列长度MSL(Ln、Lw)出现在中等分子量区域(2×1043×104g/mol)。树脂A中,较高的分子量和长链支化提高了熔体强度的作用;而适当的低分子量组分提供良好的流动性。因此,适当的分子量和分子量分布、支链含量及其分布使该树脂在高熔体强度和良好流动性之间达到很好的平衡,具有高的涂覆速度和良好的加工性能。采用制备型升温淋洗分级方法(P-TREF)将两种密度相近而熔体流动速率(MFR)和力学性能不同的低密度聚乙烯(LDPE)树脂A和B分级成11个级份,分级实验表明,树脂A的级份7-11的含量占48.32%,而相应的树脂B级份7-11的含量仅占26.90%,即树脂A中含有更多结晶能力强的组分。经一系列表征发现,树脂A具有更高的分子量和更宽的分子量分布;树脂A级份1-5的分子量比树脂B的相应级份低;而级份6-10,树脂A比树脂B的分子量高。一般来说,低分子量的组分在加工过程中有助于提高其流动性。同时,高分子量组分在很大程度上有助于提高加工过程中的熔体强度。综合看,较高的分子量、稍宽的分子量分布、较多结晶能力强组分均是树脂A具有比树脂B高的拉伸强度和高的落锤冲击性能的主要结构因素。研究4种商品化的低密度聚乙烯树脂(D-1,D-3,Q-1,Y-1),发现所有树脂都既含短链支化,也含长链支化,且短链支化含量高;热分级表明树脂分子链内都具有短链支化分布的非均匀性。D-1和Q-1具有相近的平均分子量,但树脂Q-1的分子量分布宽于树脂D-1,Q-1的低分子量尾端有利于熔体流动速率增大,Q-1的MFR明显高于D-1。树脂D-3与Y-1的平均分子量相近,树脂Y-1的分子量分布宽于树脂D-3,且核磁和拉伸流变的结果表明,Y-1具有最低的长链支化含量,因此表现出最高的熔体流动速率。平均亚甲基序列长度顺序为D-3>D-1>Y-1>Q-1,与熔融峰顺序完全一致。通过分析分子量及其分布、亚甲基序列长度及其分布、长链支化含量、结晶度对力学性能的影响,发现结晶度是决定薄膜力学性能的关键因素。结晶度越高,其拉伸强度越高,具有正相关性。所有树脂熔体都表现出应变硬化行为,Q-1最强,Y-1最弱。Q-1的强增稠效应可能与具有更多的超过缠结分子量的长支链有关。拉伸流变表明,较多含量的缠结的长链支化会使树脂表现出较强的应变硬化行为,这个含量可能与NMR测定的超过6个碳原子的长链支化含量不完全一致。两种新型透明聚丙烯树脂,由丙烯与1-丁烯无规共聚得到,具有低溶出物含量、低异味、高刚性、高透明性的特点,主要区别在于拉伸强度和熔体流动速率不同。采用制备型升温淋洗分级方法(P-TREF)对两种聚丙烯树脂进行了分级。树脂MT12S和MT18S在35°C和50°C的低温淋洗级份仅占3.8%以下,GPC数据表明,两种树脂分子量Mw在104g/mol以下的组分仅占2.3%以下,上述结果表明,两种树脂具有低溶出物的特点。随着淋洗温度的升高,级份中1-丁烯含量逐渐降低,级份的分子量Mw逐渐升高,熔融温度逐渐升高,级份的丙烯序列长度np逐渐增大,结晶度也逐渐增加。MT12S和MT18S具有比较适宜的np值,即具有合适的结晶能力,对制品的透明性提供了一个结构保障。与树脂MT18S相比,树脂MT12S具有较高的分子量、较宽的分子量分布、高分子量级份的含量较高,这些都是导致树脂MT12S具有较高的拉伸强度和较低的熔体流动速率的主要结构因素。

Abstract

wei le di gao shi yong xing neng he man zu te shu ying yong xu qiu ,xin xing ju xi ting shu zhi wang wang ju you fu za de lian jie gou ,zhe xie jie gou yin su bao gua fen zi liang ji ji fen bu 、deng gui du ji ji fen bu 、gong ju zu cheng ji ji fen bu 、ta pu jie gou deng 。wei le jian li ju xi ting de jie gou yu xing neng zhi jian de guan ji ,sheng chan chu xing neng you yi de ju xi ting shu zhi ,dui ji lian de wei jie gou yan jiu shi zhi guan chong yao de huan jie 。ben lun wen gong zuo cong ju ge wu lian jie gou de duo chong fei jun yun xing chu fa ,yan jiu le ji chong xin xing ju xi ting shu zhi ,bao gua zhi hua ju yi xi he di rong chu wu tou ming ju bing xi shu zhi de lian jie gou 。shou xian ,cai yong duo chong fen ji fang fa dui ju xi ting shu zhi jin hang le fen ji ,li yong gao wen ning jiao shen tou se pu yu shi cha 、liang jiao ji guang guang san she he nian du san jian ce qi lian yong (GPC-RI-LLS-VIS)、he ci gong zhen tan pu (13C-NMR)、cha shi sao miao liang re yi (DSC)he liu bian yi deng dui yuan yang he ji fen jin hang le ji tong biao zheng ,de dao jiao que qie de lian jie gou xin xi ,jian li ji jie gou yu xing neng jian guan lian 。cai yong rong ji ti du fen ji fang fa (SGF),yi 1,2,4-san jia ben (TMB)he yi ji rong qian ji (ECS)zuo wei liang /lie rong ji dui ,zai 115oCdui yi chong ju you gao su ji chu tu fu xing neng de di mi du ju yi xi (LDPE)shu zhi Ajin hang le fen ji 。tong guo diao zheng liang /lie rong ji de bi li ,cheng gong de dao bu tong fen zi liang de ji fen ,fen zi liang Mwcong 1.58×103g/moldao 4.76×106g/molju you fei chang kuan de fan wei ,ju da bu fen ji fen de fen zi liang fen bu (MWD)zai 1.1-1.2zhi jian ,gao fen zi liang ji fen (ji fen 10-13)zai shu zhi zhong suo zhan bi li yao wei 55.85%。zai suo you ji fen zhong ,duan lian zhi hua zhan zhu yao bu fen ,ju han you yi ding liang de chang lian zhi hua ,zhi hua han liang fen bu mei you ming xian de fen zi liang yi lai xing 。zui di de zhi hua han liang he zui chang de ya jia ji xu lie chang du MSL(Ln、Lw)chu xian zai zhong deng fen zi liang ou yu (2×1043×104g/mol)。shu zhi Azhong ,jiao gao de fen zi liang he chang lian zhi hua di gao le rong ti jiang du de zuo yong ;er kuo dang de di fen zi liang zu fen di gong liang hao de liu dong xing 。yin ci ,kuo dang de fen zi liang he fen zi liang fen bu 、zhi lian han liang ji ji fen bu shi gai shu zhi zai gao rong ti jiang du he liang hao liu dong xing zhi jian da dao hen hao de ping heng ,ju you gao de tu fu su du he liang hao de jia gong xing neng 。cai yong zhi bei xing sheng wen lin xi fen ji fang fa (P-TREF)jiang liang chong mi du xiang jin er rong ti liu dong su lv (MFR)he li xue xing neng bu tong de di mi du ju yi xi (LDPE)shu zhi Ahe Bfen ji cheng 11ge ji fen ,fen ji shi yan biao ming ,shu zhi Ade ji fen 7-11de han liang zhan 48.32%,er xiang ying de shu zhi Bji fen 7-11de han liang jin zhan 26.90%,ji shu zhi Azhong han you geng duo jie jing neng li jiang de zu fen 。jing yi ji lie biao zheng fa xian ,shu zhi Aju you geng gao de fen zi liang he geng kuan de fen zi liang fen bu ;shu zhi Aji fen 1-5de fen zi liang bi shu zhi Bde xiang ying ji fen di ;er ji fen 6-10,shu zhi Abi shu zhi Bde fen zi liang gao 。yi ban lai shui ,di fen zi liang de zu fen zai jia gong guo cheng zhong you zhu yu di gao ji liu dong xing 。tong shi ,gao fen zi liang zu fen zai hen da cheng du shang you zhu yu di gao jia gong guo cheng zhong de rong ti jiang du 。zeng ge kan ,jiao gao de fen zi liang 、shao kuan de fen zi liang fen bu 、jiao duo jie jing neng li jiang zu fen jun shi shu zhi Aju you bi shu zhi Bgao de la shen jiang du he gao de la chui chong ji xing neng de zhu yao jie gou yin su 。yan jiu 4chong shang pin hua de di mi du ju yi xi shu zhi (D-1,D-3,Q-1,Y-1),fa xian suo you shu zhi dou ji han duan lian zhi hua ,ye han chang lian zhi hua ,ju duan lian zhi hua han liang gao ;re fen ji biao ming shu zhi fen zi lian nei dou ju you duan lian zhi hua fen bu de fei jun yun xing 。D-1he Q-1ju you xiang jin de ping jun fen zi liang ,dan shu zhi Q-1de fen zi liang fen bu kuan yu shu zhi D-1,Q-1de di fen zi liang wei duan you li yu rong ti liu dong su lv zeng da ,Q-1de MFRming xian gao yu D-1。shu zhi D-3yu Y-1de ping jun fen zi liang xiang jin ,shu zhi Y-1de fen zi liang fen bu kuan yu shu zhi D-3,ju he ci he la shen liu bian de jie guo biao ming ,Y-1ju you zui di de chang lian zhi hua han liang ,yin ci biao xian chu zui gao de rong ti liu dong su lv 。ping jun ya jia ji xu lie chang du shun xu wei D-3>D-1>Y-1>Q-1,yu rong rong feng shun xu wan quan yi zhi 。tong guo fen xi fen zi liang ji ji fen bu 、ya jia ji xu lie chang du ji ji fen bu 、chang lian zhi hua han liang 、jie jing du dui li xue xing neng de ying xiang ,fa xian jie jing du shi jue ding bao mo li xue xing neng de guan jian yin su 。jie jing du yue gao ,ji la shen jiang du yue gao ,ju you zheng xiang guan xing 。suo you shu zhi rong ti dou biao xian chu ying bian ying hua hang wei ,Q-1zui jiang ,Y-1zui ruo 。Q-1de jiang zeng chou xiao ying ke neng yu ju you geng duo de chao guo chan jie fen zi liang de chang zhi lian you guan 。la shen liu bian biao ming ,jiao duo han liang de chan jie de chang lian zhi hua hui shi shu zhi biao xian chu jiao jiang de ying bian ying hua hang wei ,zhe ge han liang ke neng yu NMRce ding de chao guo 6ge tan yuan zi de chang lian zhi hua han liang bu wan quan yi zhi 。liang chong xin xing tou ming ju bing xi shu zhi ,you bing xi yu 1-ding xi mo gui gong ju de dao ,ju you di rong chu wu han liang 、di yi wei 、gao gang xing 、gao tou ming xing de te dian ,zhu yao ou bie zai yu la shen jiang du he rong ti liu dong su lv bu tong 。cai yong zhi bei xing sheng wen lin xi fen ji fang fa (P-TREF)dui liang chong ju bing xi shu zhi jin hang le fen ji 。shu zhi MT12She MT18Szai 35°Che 50°Cde di wen lin xi ji fen jin zhan 3.8%yi xia ,GPCshu ju biao ming ,liang chong shu zhi fen zi liang Mwzai 104g/molyi xia de zu fen jin zhan 2.3%yi xia ,shang shu jie guo biao ming ,liang chong shu zhi ju you di rong chu wu de te dian 。sui zhao lin xi wen du de sheng gao ,ji fen zhong 1-ding xi han liang zhu jian jiang di ,ji fen de fen zi liang Mwzhu jian sheng gao ,rong rong wen du zhu jian sheng gao ,ji fen de bing xi xu lie chang du npzhu jian zeng da ,jie jing du ye zhu jian zeng jia 。MT12She MT18Sju you bi jiao kuo yi de npzhi ,ji ju you ge kuo de jie jing neng li ,dui zhi pin de tou ming xing di gong le yi ge jie gou bao zhang 。yu shu zhi MT18Sxiang bi ,shu zhi MT12Sju you jiao gao de fen zi liang 、jiao kuan de fen zi liang fen bu 、gao fen zi liang ji fen de han liang jiao gao ,zhe xie dou shi dao zhi shu zhi MT12Sju you jiao gao de la shen jiang du he jiao di de rong ti liu dong su lv de zhu yao jie gou yin su 。

论文参考文献

  • [1].含亲水性链结构的聚苯乙烯基螯合吸附剂[D]. 孙昌梅.天津大学2007
  • [2].物理缔合高分子溶液体系相行为的格子自洽场研究[D]. 韩向刚.吉林大学2009
  • 读者推荐
  • [1].单茂钪催化丙烯/乙烯/共轭烯烃聚合的研究[D]. 谭睿.大连理工大学2018
  • [2].高性能聚烯烃基形状记忆及发泡材料的微纳层次结构调控[D]. 艾则孜·麦麦提明.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019
  • [3].超临界二氧化碳间歇发泡改性聚丙烯的机理及性能研究[D]. 杨晨光.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019
  • [4].采用反应加工法使聚丙烯功能及高性能化的研究[D]. 李书召.华东理工大学2010
  • [5].新型超支化聚烯烃的制备、表征及性能研究[D]. 肖安国.浙江大学2009
  • [6].聚烯烃流动诱导结晶的流变学研究[D]. 于逢源.上海交通大学2009
  • [7].新型吡啶二亚胺铁和α-二亚胺钯配合物的合成及催化烯烃聚合研究[D]. 郭丽华.中山大学2010
  • [8].啮合同向双螺杆挤出过程中聚合物共混体系流变相态学及其群子统计理论的研究[D]. 钱百年.北京化工大学1998
  • [9].内给电子体对TiCl4/MgCl2丙烯聚合催化剂性能影响研究[D]. 宋阳.北京化工大学2006
  • [10].苯乙烯在聚丙烯粒子中的固相接枝聚合及基体聚集态结构对反应的调控作用[D]. 邓清田.浙江大学2008
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的李沛,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于低密度聚乙烯论文,聚丙烯论文,升温淋洗分级论文,溶剂梯度分级论文,链结构论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    李沛:新型聚乙烯和聚丙烯树脂的分级及链结构研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢