浙江大学博士论文--聚烯烃材料_抗冲共聚聚丙烯的结构与高密度聚乙烯导电复合材料的...

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作者 谭洪生
摘要本论文的第一部分以查找反应器合金抗冲共聚聚丙烯(IPC)质量原因为主线,在IPC的组成、链结构以及凝聚态结构方面进行了深入研究。用偏光显微镜(PLM)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电子显微镜(SEM)、动态力学分析(DMA)、原子力显微镜(AFM)等手段,对同一装置不同催化剂体系生产的两种乙烯含量、相对分子质量及其分布几乎完全相同但韧性相差甚远的IPC的结晶形态、晶粒尺寸、相形态进行研究,分析两者的凝聚态结构与性能之间的差异,确定了IPC-B韧性不佳的直接原因,并基于实验数据阐明了长序列的乙丙嵌段共聚物(E-b-P)的作用。 试验结果表明,IPC-A和IPC-B的结晶形态、结晶行为、晶粒尺寸相似,表明其结晶完整性和结晶能力相近。IPC分散相颗粒的聚集发生在注塑加工过程中。根据IPC注塑前后的亚微相形态以及温度、混炼在加工过程中的作用,建立了注塑加工过程中IPC分散相的增长模型。分散相与基体的界面张力越小、相容性越差,聚集程度愈高;反之则低。由于相容性差,导致了IPC-B的分散相尺寸大、分布不均,这是其韧性差的直接原因。此外,分散相呈现出一种复杂的多相结构,外层为软的乙丙无规共聚物(即乙丙橡胶,EPR),内部含有硬的形状不同、分布不均的聚乙烯晶区,构成一种复杂的包藏结构。 采用温度梯度萃取分级(TGEF)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热(DSC)、付里叶变换红外光谱(FTIR)等方法,从组成和链结构的角度研究了影响IPC材料冲击韧性的因素,并提供了由于作为相容剂的长序列可结晶的E-b-P的缺乏而最终导致材料分散相颗粒粗化、韧性劣化的实验证据,确定了影响IPC韧性的关键原因。根据组成和链结构的分析结果,进行了IPC的相组成分析,建立起相应的相结构模型,以反映IPC多相体系的相结构及两种IPC中E-b-P的作用与差异。 本文的第二部分研究了炭黑(CB)填充高密度聚乙烯(HDPE)自限温发热材料中CB的填充量对其阻温特性及发热行为的影响。研究结果表明,发热温度最高的材料中CB含量对应于导电渗流区域下限的含量。随着电压的升高,发热材料的响应时间明显缩短,即材料的输出功率与耗散功率越易达到平衡,体现在发热元件的升温速率加快
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