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《基于輻照交聯聚丙烯發(fā)泡材料制備研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于輻照交聯聚丙烯發(fā)泡材料制備研究 摘要：文中以石化股份有限公司PP的T36F，以及輻照敏化劑（季戊四醇三丙烯酸酯）d的PETA，進行了輻照交聯聚丙烯發(fā)泡材料制備分析，實驗結果可知電子束輻照交聯改性的方法是有效的，這一研究對于相關技術的推廣具有一定的意義。關鍵詞：輻照交聯聚丙烯發(fā)泡電子束聚丙烯從熔融態(tài)轉變?yōu)榻Y晶態(tài)是固化過程，那就必然有許多的熱量釋放出來，然而，結晶通常是很緩慢的過程，聚丙烯發(fā)泡的溫度范圍很小，所以提高聚丙烯的熔體強度來得到發(fā)泡倍率高的聚丙烯泡沫塑料是唯一途徑。文中討論采用電子束輻射交聯的方法來提高聚丙烯熔融時的黏彈
2、性，擴大加工范圍，從而制造出結構規(guī)正、泡孔均勻的聚丙烯發(fā)泡材料。本文基于這一背景，分析了輻照交聯聚丙烯發(fā)泡材料制備，這一研究對于相關技術的推廣具有一定的意義。一、實驗研究過程1.實驗材料實驗主要需要以下材料：齊魯石化股份有限公司的PP：，以T36F為主；輻照敏化劑（季戊四醇三丙烯酸酯），以PETA為主；發(fā)泡劑母粒，通過實驗室制得；市場上出售分析純二甲苯。52.實驗器材實驗過程需要以下的器材：ZSK225WLE型號的雙螺桿擠出機；PLD2651型號的單螺桿擠出機；電子加速器；10122A型號的電熱鼓風干燥箱；WDT210型號的電子萬能
3、試驗機；S22502Ⅲ型號的掃描電鏡（SEM）。3.樣品制備第一步，混合上面提到實驗材料并均勻攪拌，以180℃的高溫在雙螺桿擠出機熔融區(qū)和以200r/min的螺桿轉速造粒；第二步，將這些粒子與發(fā)泡劑母?；煸谝黄穑趩温輻U擠出機上擠出片材；第三步，打開電子加速器將片材輻照處理，再在干燥箱中加熱，溫度保持在100℃，時間通常是115h，這樣做可以有效地清除輻照后樣品中的游離基；第四步，在220℃的高溫下，把片材放入電熱鼓風干燥箱中進行發(fā)泡，于是發(fā)泡片材就得到了。4.測試與表面現象表觀密度是國際上通用的密度名詞，一般按國標標準GB6343
4、21986來衡量。拉伸強度和斷裂伸長率也是專有名詞，衡量標準是GB634421986。泡孔形態(tài)的測試是在顯微鏡下觀察得到的，一般是觀察PP發(fā)泡樣品通過液氮冷凍的斷裂面。凝膠含量是指樣品的凈重，它是在試樣用不銹鋼絲網包好的情況下，投入到沸騰的二甲苯中達到24h的時間，再進行真空干燥后稱得的重量。5二、實驗結果分析PP發(fā)泡材料制備其實很簡單，但是還是受到制約，如物料組成配比、輻照工藝條件等都會影響其結果。聚丙烯發(fā)泡材料的制備條件是敏化劑質量含量在0.6～0.8份范圍內，發(fā)泡劑質量含量在3～5份左右，輻射劑量在4～12kGy范圍內，表1對
5、制約條件進行了詳細的描述。如果表觀密度保持在0.22g/cm3左右，泡孔尺寸和均勻性會有很大不同。泡孔的細密均勻程度與泡沫材料的拉伸強度息息相關。這里我們將拉伸強度作為參數來研究其性能，輻照敏化劑質量含量、發(fā)泡劑質量含量和輻射劑質量含量是主要的影響因素，研究起來方便易懂。通常他們三者要進行正交實驗，選擇每個因素的三個水平力來規(guī)定實驗工藝參數。表1介紹了正交實驗的答案，、Ⅱj、、Ⅲj分別是第j列中水平1、水平2和水平3對應的指標值之和的平均值。Rj是該因素的指標平均值的極差，Rj的值決定了各因素的地位。表1的Rj值說明，實驗過程中，對
6、發(fā)泡材料的拉伸強度的影次序是：輻照敏化劑含量>輻照劑量>發(fā)泡劑含量。表中各列的指標平均值的最大值表示最佳工藝條件為實驗的最佳條件是，0.18%敏化劑質量含量、5%的發(fā)泡劑質量含量、12kGy的輻照劑量。直觀分析法是研究表51正交實驗結果的最好方法。圖1中的橫坐標代表各因子的水平，縱坐標代表在一定條件下，某一因子測試樣品的拉伸強度之和的平均值。圖中明確表示，輻照敏化劑具有促進體系交聯、擴大熔體表面張力的作用，它能夠貯存發(fā)泡劑所生成的氣體，從而有利于形成規(guī)則的泡孔形狀，力學性能隨之顯著提高。圖1（a）用數據對這一結果進行了闡釋，在輻照敏
7、化劑含量為0.8份的情況下，達到了發(fā)泡材料拉伸的最佳狀態(tài)。發(fā)泡劑質量含量和發(fā)泡材料密度、微觀結構和形態(tài)有很大關聯。圖1（b）說明，在發(fā)泡劑質量含量為4份的情況下，達到發(fā)泡材料拉伸強度的最佳狀態(tài)。輻照劑量作為重要的材料，當一定輻照劑量輻照片材時，含有多個官能度的敏化劑單體會迅速和大分子鏈以及大分子鏈生成的叔碳自由基結合，三維網狀結構就是這樣得到的，增強了PP熔體的強度；在加熱發(fā)泡的過程中，PP熔體強度足夠強大，能夠包裹住氣體，有利于氣泡的產生。圖1（c）從數據層面向我們說明，在輻照劑量為12kGy的情況下，達到發(fā)泡材料拉伸的最佳狀態(tài)。
8、從以上分析可知，在輻照敏化劑質量含量是0.8份，發(fā)泡劑質量含量是4份，輻射劑量是12kGy時，實驗效果最佳。如果對樣品進行測試，那么就可以得知表觀密度為0.23g/cm，泡孔均勻，拉伸強度為5.89MPa。三、結論制備聚丙烯發(fā)泡材料的
