聚烯烴材料：抗沖共聚聚丙烯的結構與高密度聚乙烯導電復合材料的性能.pdf

1、本論文的第一部分以查找反應器合金抗沖共聚聚丙烯(IPC)質量原因為主線，在IPC的組成、鏈結構以及凝聚態(tài)結構方面進行了深入研究。用偏光顯微鏡(PLM)、廣角X射線衍射(WAXD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、動態(tài)力學分析(DMA)、原子力顯微鏡(AFM)等手段，對同一裝置不同催化劑體系生產的兩種乙烯含量、相對分子質量及其分布幾乎完全相同但韌性相差甚遠的IPC的結晶形態(tài)、晶粒尺寸、相形態(tài)進行研究，分析兩者的凝聚態(tài)結構與性能之間的差異，確定了

2、IPC-B韌性不佳的直接原因，并基于實驗數(shù)據(jù)闡明了長序列的乙丙嵌段共聚物(E-b-P)的作用。 試驗結果表明，IPC-A和IPC-B的結晶形態(tài)、結晶行為、晶粒尺寸相似，表明其結晶完整性和結晶能力相近。IPC分散相顆粒的聚集發(fā)生在注塑加工過程中。根據(jù)IPC注塑前后的亞微相形態(tài)以及溫度、混煉在加工過程中的作用，建立了注塑加工過程中IPC分散相的增長模型。分散相與基體的界面張力越小、相容性越差，聚集程度愈高；反之則低。由于相容性差，導

3、致了IPC-B的分散相尺寸大、分布不均，這是其韌性差的直接原因。此外，分散相呈現(xiàn)出一種復雜的多相結構，外層為軟的乙丙無規(guī)共聚物(即乙丙橡膠，EPR)，內部含有硬的形狀不同、分布不均的聚乙烯晶區(qū)，構成一種復雜的包藏結構。采用溫度梯度萃取分級(TGEF)、核磁共振(NMR)、差示掃描量熱(DSC)、付里葉變換紅外光譜(FTIR)等方法，從組成和鏈結構的角度研究了影響IPC材料沖擊韌性的因素，并提供了由于作為相容劑的長序列可結晶的E-b-P的

4、缺乏而最終導致材料分散相顆粒粗化、韌性劣化的實驗證據(jù)，確定了影響IPC韌性的關鍵原因。根據(jù)組成和鏈結構的分析結果，進行了IPC的相組成分析，建立起相應的相結構模型，以反映IPC多相體系的相結構及兩種IPC中E-b-P的作用與差異。 本文的第二部分研究了炭黑(CB)填充高密度聚乙烯(HDPE)自限溫發(fā)熱材料中CB的填充量對其阻溫特性及發(fā)熱行為的影響。研究結果表明，發(fā)熱溫度最高的材料中CB含量對應于導電滲流區(qū)域下限的含量。隨著電壓的

5、升高，發(fā)熱材料的響應時間明顯縮短，即材料的輸出功率與耗散功率越易達到平衡，體現(xiàn)在發(fā)熱元件的升溫速率加快。此外，通過用TEM、SEM觀察可清晰地看到CB的亞微形態(tài)以及這種發(fā)熱材料的微觀網(wǎng)狀結構，并將材料的滲濾行為、發(fā)熱特性及其網(wǎng)狀結構形態(tài)相關聯(lián)，揭示了三者之間的關系。這些結果表明，這種由顆粒構成的網(wǎng)狀結構既具有優(yōu)異的導電性，又保持了良好的力學性能。 本文研制出一種新型可連續(xù)化批量生產的復合型高分子自限溫發(fā)熱元件——自限溫發(fā)熱管。對

6、其電熱特性進行了研究，建立了發(fā)熱管的等效電路模型和電流模型。其發(fā)熱功率、發(fā)熱溫度、熱功轉換效率、使用壽命的試驗結果表明，這一智能型功能元件除用于伴熱保溫之外，有望成為實用的低溫發(fā)熱熱源，在許多領域替代傳統(tǒng)的金屬發(fā)熱元件。此外，還研制出安全電壓下使用的自限溫加熱帶。 針對柴油車供油系統(tǒng)各部件的結構、形狀以及工作原理，分析了冬季柴油車冷啟動困難的主要原因，采用所研制的汽車電源電壓下適用的自限溫加熱帶和發(fā)熱管，組裝成組合加熱器，研究其