新型架状硅酸盐改性聚酰胺6的拉伸流变性能及其应用

为了研究功能化改性聚酰胺6(PA6)纤维的可纺性与加工性能,以新型架状硅酸盐(QE粉)为改性剂对PA6进行共混改性,并以共混改性后的母粒与纯PA6为原料制备得到QE/PA6并列纤维,采用毛细管流变仪对QE/PA6共混物的拉伸流变性能进行研究,利用扫描电镜(SEM)、XL-2纱线强伸度仪对QE/PA6并列纤维的表面形态及力学性能进行表征。研究结果表明:QE/PA6共混熔体为拉伸变稀型流体,共混熔体的拉伸黏度和拉伸应力随着QE粉含量的增加而增大,当拉伸应变速率为421.14/s,QE粉质量分数为1 wt%、2 wt%和3 wt%时,复合材料拉伸黏度较纯PA6分别提高28.26%、46.74%和67.39%;共混熔体的拉伸黏度随温度的升高而下降,QE粉的引入提高了QE/PA6复合材料熔体的拉伸流动活化能,使得拉伸黏度对温度的敏感性提高;采用纺丝、牵伸一步法成功制得QE/PA6并列纤维,QE粉末在纤维表面分布均匀,与纯PA6并列纤维相比,QE/PA6并列纤维同样具有良好的强伸性能。     

PP/POE共混材料的流变行为

利用RH2000毛细管流变仪研究了聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系的流变性能,讨论了温度、剪切速率及POE用量对共混体系流变性能的影响。结果表明,共混物熔体表现为假塑性流体行为。温度的升高使共混物的黏度略有下降,剪切速率的增大使共混物的表观黏度明显降低。POE含量的增加使共混物熔体的表观黏度增大。在POE用量一定的条件下,随着剪切速率的增大,共混物的黏流活化能则表现出逐渐减小,PP与POE之间存在一定相容性。     

水驻极母粒对熔喷聚丙烯流变与结晶性能的影响

为探索水驻极熔喷生产工艺最佳配比和熔融温度，在熔喷聚丙烯原料(熔融指数为1 200 g/10 min)中混入2%～6%(质量分数)的水驻极母粒，对其熔体流变和结晶性能进行了测试研究。实验结果表明：水驻极母粒改性聚丙烯共混体系非牛顿指数(n)小于1，为假塑性流体；温度和剪切速率对共混体系表观黏度的影响显著，随着温度和剪切速率增大，共混体系的黏度呈下降趋势，驻极母粒添加含量(质量分数)低于4%时，有助于降低共混体系的表观黏度；共混体系的黏流活化能(ΔE_η)随剪切速率增加而减小；而共混体系的ΔE_η较纯聚丙烯有所增加，表明加入母粒后共混体系黏度对温度的敏感度增大；DSC结果表明，水驻极母粒加入有助于提高熔喷聚丙烯的结晶速率和结晶度。     

线性和长支链结构聚丙烯的流动不稳定性

研究了线性分子链结构的无规共聚聚丙烯(PPR)和通过化学接枝改性获得少量长支链结构的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)的流动不稳定性以及剪切、拉伸流动性能。结果表明:PPR挤出物出现螺纹状畸变,在高剪切速率下发生熔体破裂与入口区压力不稳定性有关;HMSPP入口压力降在测试范围内没有出现明显的压力波动,挤出物仅表现出螺纹畸变;PPR的剪切黏度随毛细管长径比的增大而增大,毛细管长径比对HMSPP的剪切黏度影响较小;PPR和HMSPP的黏流活化能表现出切应力敏感性;PPR的拉伸黏度表现出拉伸软化行为,HMSPP因其特殊的长支链结构表现出不同程度的拉伸硬化行为。HMSPP的支化结构对拉伸硬化有明显的影响。     

β成核剂对PP流变性能及纤维力学性能的影响

将β成核剂添加到聚丙烯中,对聚丙烯进行改性,添加比例分别为0.2%、0.5%、0.7%。研究表明,共混体系为非牛顿假塑性流体,其表观黏度随剪切速率的增大而减小;随着β成核剂质量分数增大,共混物非牛顿流动指数下降,剪切速率上升,流变性能改善;共混物黏流活化能随着β成核剂质量分数的增大而增大,黏温依赖性随着β成核剂质量分数的增加而增大。β成核剂改变聚丙烯的结晶形态并且可以增强聚丙烯纤维的韧性,减小断裂伸长率,从而导致共混体系的断裂强度呈现逐渐下降的趋势。     

双单体固相接枝聚丙烯的流变性能

以过氧化苯甲酰为引发剂制备了苯乙烯、乙酸乙烯酯对马来酸酐和聚丙烯(PP)的二元固相接枝共聚物,并对其结构与性能进行了研究,探讨了剪切应力、剪切速率和温度对固相接枝改性PP熔体流动行为、熔体粘度的影响.结果表明:固相接枝改性PP的熔点和热焓比纯PP的相应值均有所下降;其非牛顿指数n值比纯PP的n值有所增加,说明改性后PP的熔体流动比纯PP偏离非牛顿型流体;其粘流活化能(Eη)比纯PP的Eη有大幅度提高,说明接枝改性后PP的表观粘度对温度的变化非常敏感.     

动态硫化法制备溴化丁基橡胶/聚丙烯合金的研究

采用动态硫化工艺,制备了溴化丁基橡胶(BIIR)/聚丙烯(PP)合金,研究了两者的并用比、填充补强剂凹凸棒土(AT)用量对合金性能的影响.结果表明,随着BIIR的增加,BIIR/PP合金的硬度减小,拉伸强度降低,最大伸长率和冲击强度增大,熔体流动速率降低;随着AT用量的增加,BIIR/PP合金的硬度增大,最大伸长率下降,拉伸强度和冲击强度均呈现先增大后减小的趋势;合金的维卡软化点随着AT用量的增加而增大;合金的熔体流动速率随着AT用量的增加先提高后降低.     

超支化聚酯改性聚丙烯流变性的研究

将超支化聚酯应用于聚丙烯纤维的共混改性,研究了超支化聚酯对聚丙烯流变性能的影响。实验结果表明,共混体系为非牛顿假塑性流体,其表观黏度随切速率的增大而减小,随温度升高而降低,随着超支化聚酯质量分数增加而减小。共混体系的非牛顿指数随超支化聚酯质量分数增加而降低,流变性能得到改善。当超支化聚酯为6%时,体系黏流活化能为45.34 kJ/mol。     

双单体固相接枝聚丙烯的流变性能

以过氧化苯甲酰为引发剂制备了苯乙烯、乙酸乙烯酯对马来酸酐和聚丙烯（PP）的二元固相接枝共聚物，并对其结构与性能进行了研究，探讨了剪切应力、剪切速率和温度对固相接枝改性PP熔体流动行为、熔体粘度的影响．结果表明：固相接枝改性PP的熔点和热焓比纯PP的相应值均有所下降；其非牛顿指数n值比纯PP的n值有所增加，说明改性后PP的熔体流动比纯PP偏离非牛顿型流体；其粘流活化能（Eη）比纯PP的Eη有大幅度提高，说明接枝改性后PP的表观粘度对温度的变化非常敏感．     

PP/Mg（OH）2/POE三元共混物的流变性能研究

在双螺杆挤出机上制备了乙烯-1-辛烯共聚物(POE)含量不同的PP/Mg(OH)2/POE三元共混物.分别采用HC-2型氧指数测试仪和XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测试了共混物的氧指数和流变行为.主要分析了共混物的剪切应力与剪切速率,表观黏度与剪切速率以及表观黏度和温度之间的关系.研究结果表明:MH和POE的加入并没有改变PP的假塑性,呈现出切力变稀现象.随着POE含量的增加,体系的表观黏度下降粘流活化能也稍有下降但变化不大,说明熔体的流变性能对温度的敏感性不强,这对加工有益.     

共混对HDPE熔体高速挤出压力振荡现象的影响

采用恒速型双筒毛细管流变仪研究了高密度聚乙烯(HDPE)及其共混物的高速挤出行为,对高挤出速率下发生的挤出压力振荡和熔体黏-滑破裂等不稳定流动现象进行了定量描述。结果表明,升高熔体温度和采用共混改性有助于减轻熔体流动的不稳定性;温度升高,压力振荡频率呈减小趋势,熔体沿毛细管壁的滑移速度减小,外推滑移长度缩短,开始发生压力振荡的临界挤出速率提高;HDPE与低密度聚乙烯(LDPE)或聚丙烯(PP)共混后,熔体的挤出压力振荡明显减轻,而当m(HDPE)/m(PP)=70/30的共混物挤出时,未观察到压力振荡现象。     

聚丙烯/液晶/马来酸酐接枝聚丙烯复合材料的结构性能

选用液晶聚合物(LCP)对聚丙烯(PP)进行熔融共混,采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对PP/LCP复合材料进行改性,采用热分析(DSC)和电子扫描电镜(SEM)对复合材料结构与性能进行研究。研究发现:添加少量液晶对PP具有一定的增强和增韧作用,与纯PP相比,PP/LCP(100/10)拉伸强度和冲击强度分别提高了5.4%和21.3%;在PP-g-MAH接枝改性后,PP/LCP/PP-g-MAH(100/10/3)比PP/LCP(100/10)拉伸强度提高了18.5%,冲击强度提高了33.2%。增加LCP含量,提高了PP/LCP共混物中PP组分熔融温度,但是结晶度降低;加入少量的PP-g-MAH,提高了PP/LCP/PP-g-MAH共混物耐热温度和PP组分结晶度。SEM照片显示,加入液晶组分,有利于PP/LCP共混物形成取向结构;加入PP-g-MAH,有利于LCP形成取向微纤,改善制品的综合性能。     

煤矸石粉填充聚丙烯复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了煤矸石粉填充的聚丙烯(PP)复合材料,并加入聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MA)进行改性,研究了二元(PP+煤矸石粉)及三元(PP+煤矸石粉+PP-g-MA)复合材料的熔体流动性、力学性能和断裂行为.结果表明:煤矸石粉质量分数小于30%时,对二元复合材料的拉伸屈服强度和熔体流动性影响不大;PP-g-MA质量分数为3%左右时,能够提高三元复合材料的拉伸强度和冲击强度;PP-g-MA质量分数增大至5%时,三元复合材料的比基本断裂功明显高于二元复合材料.     

超支化聚合物对聚丙烯流变性及力学性能的影响

通过在聚丙烯(PP)中引入超支化聚合物形成共混体系,对超支化聚合物与聚丙烯共混后的性质进行了研究.结果表明,共混体系为非牛顿假塑性流体,随着超支化聚合物含量增大,表观黏下降,非牛顿流动指数降低,加工温度下降.超支化聚合物质量分数为2%时,拉伸强度上升约10%.     

熔纺UHMWPE/聚烯烃纤维的原液着色

为提高铁黄颜料在熔纺过程中与UHMWPE(超高分子量聚乙烯)/聚烯烃共混体系的相容性,采用硅烷偶联剂KH-570对铁黄颜料进行表面改性;通过熔体扭矩、流变性能、断裂强力、DSC、X光衍射等表征手段研究了铁黄颜料表面改性及其添加量对UHMWPE/聚烯烃共混体系熔纺性能和有色纤维性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂表面改性能够有效提高铁黄颜料在共混体系中的分散性能;随着颜料添加量的提高,低剪切速率下UHMWPE/PO/颜料共混体系黏度逐渐增大,高剪切速率下其黏度与UHMWPE/PO共混体系相似;当改性颜料添加量为3%时,UHMWPE/PO/铁黄颜料具有良好可纺性;熔纺UHMWPE/PO原液着色纤维机械性能随铁黄颜料含量的增加而下降,当颜料添加量为1%时,所得有色纤维断裂强度505.78 MPa、结晶度44.2%、K/S值8.95、色牢度良好。     

超支化聚合物对聚丙烯流变性及力学性能的影响

通过在聚丙烯（PP）中引入超支化聚合物形成共混体系，对超支化聚合物与聚丙烯共混后的性质进行了研究．结果表明，共混体系为非牛顿假塑性流体，随着超支化聚合物含量增大，表观黏下降，非牛顿流动指数降低，加工温度下降．超支化聚合物质量分数为2％时，拉伸强度上升约10％．     

聚丙烯/乙烯-辛烯共混物的动态交联及性能

利用动态交联技术制备了动态交联聚丙烯/乙烯-辛烯共混物(PP/POE).采用哈克转矩流变仪研究了动态交联对PP/POE共混物扭矩的影响;研究了交联剂的种类和POE用量对共混物力学性能的影响;考察了动态交联共混物的流变性能.结果表明,加入过氧化二异丙苯(DCP)后,PP/POE共混物的扭矩先升后降至平衡状态;随着POE用量的增加,PP/POE共混物的冲击强度明显提高,但拉伸强度有所降低,PP/POE共混物合适配比为100∶40,DCP的添加量为POE含量的2%为优;PP/POE共混物熔体流变行为属于假塑性流体,且高温下(220℃)降解反应程度高于交联反应程度.     

聚丙烯/丁基橡胶共混物的研究

为探讨聚丙烯(PP)/丁基橡胶(IIR)共混物用于制造纤维的可行性,用单螺杆挤出机熔融共混的方法制备了聚丙烯(PP)/丁基橡胶(IIR)共混物(其中丁基橡胶与聚丙烯的质量比为5%～20%).研究了共混物的热性能、流变性能、结晶速度、截面形态及纤维的力学性能,探讨了丁基橡胶含量对各项性能的影响.结果表明:在IIR质量为PP质量的10%时,共混物的力学性能比PP的要好;随IIR含量的增加,共混物的屈服强度、拉伸强度呈下降趋势.     

消光锦纶6熔体流变性能的研究

利用RH7双柱型毛细管流变仪研究了有光、半消光及全消光锦纶6熔体的流变性能,分析不同消光性能锦纶6熔体的拉伸流变性能,以及剪切速率、温度对表观粘度和非牛顿指数的影响.结果表明:锦纶6熔体属于拉伸变稀型,熔体的表观拉伸粘度随拉伸应力和拉伸应变速率的增加而降低;随着剪切速率的增加,熔体的表观粘度下降;锦纶6的非牛顿指数均小于1,并且随着剪切速率的增加而降低,随着温度的升高,消光锦纶6熔体的非牛顿指数增加.     

PVC/CPVC发用纤维加工性能及使用性能

采用熔融纺丝技术制备聚氯乙烯(PVC)/氯化聚氯乙烯(CPVC)纤维,利用乙醚萃取小分子增塑剂,得到PVC/CPVC发用纤维。分析了不同热稳定剂种类及质量分数的PVC/CPVC共混体系的流变性、热稳定性和阻燃性能,通过DSC、SEM分析了PVC/CPVC共混体系的相容性,分析了乙醚萃取前后纤维的热收缩性能。研究表明,PVC/CPVC共混物非牛顿指数小于1,为假塑性流体,随着剪切速率和拉伸应变速率的提高,PVC/CPVC熔体表观黏度减小。PVC、CPVC两者相容性很好,加入CPVC提高了纤维的阻燃性能。Ca/Zn热稳定剂添加量为1.2%和有机锡T-580添加量为2.4%的两个配方的纤维加工稳定性更好,其中,有机锡T-580添加量为2.4%时纤维的热稳定性更好。乙醚萃取降低了纤维的热收缩性能,提高了纤维的使用性能。