异氰酸酯改性山梨醇复合成核剂的制备及对聚丙烯性能的影响研究

发布时间：2021-04-16 02:37

　　山梨醇类成核剂在聚丙烯（PP）熔体中会组装形成三维网络结构,使整个体系凝胶化,造成熔体粘度突然增大。此现象会给材料的成型加工带来负面影响,尤其在熔融纺丝过程中会限制材料的取向和拉伸比的增大。针对此问题,众多学者发现,一系列特定结构的多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）可以干扰山梨醇类成核剂分子的自组装行为,将二者复合可以抑制成核剂分子的凝胶化作用,但POSS价格十分昂贵,且在非极性的PP中容易团聚,限制了此法的广泛应用。本文直接以二苄叉山梨醇（DBS）、二（对甲基苄叉）山梨醇（MDBS）、二（3,4二甲基苄叉）山梨醇（DMDBS）这三种山梨醇成核剂为原料,用异氰酸正丁酯（BI）将它们的自由羟基反应掉,合成出了三种无羟基的二苄叉山梨醇衍生物（DBS-BI、MDBS-BI、DMDBS-BI）,并用其取代POSS与山梨醇类成核剂复配。研究了无羟基二苄叉山梨醇衍生物的最佳合成条件,无羟基二苄叉山梨醇衍生物与山梨醇成核剂复配对聚丙烯性能的影响,最后对其复配机理进行了分析研究,具体内容如下:1、以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,用一次性投料法合成出无羟基二苄叉山梨醇衍生物。结果表明:成功地合成出了三种目标产物... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

降温过程中,二代山梨醇成核剂(MDBS)含量(wt%)对等规聚丙烯(iPP)复数粘度的影响:(a)0.00,(b)0.09,(c)0.18,(d)0.50,(e)0.75

晶体主要沿成核剂聚集体外表面生长，聚集体表面的特殊结构能够稳定聚分子链，并促进其从无规线团结构向螺旋结构转变。山梨醇类成核剂的成核与成核剂分子与聚丙烯分子链间的范德华力有关，范德华力越大，成核能力。相比于 DBS，由于 MDBS 与 DMDBS 苯环上的氢分别被甲基一位取代和二代，它们与聚丙烯的相容性比无取代的 DBS 更好，它们与聚丙烯分子链之间德华力大小关系满足 DBS<MDBS<DMDBS，因此它们的成核能力关系也满S<MDBS<DMDBS。Shcpard 等[42]运用超分子结构和凝胶化理论研究山梨醇类成核剂对聚丙烯成核结晶的影响。由于山梨醇类成核剂上存在两个自由羟基，以及两个醚氧子间可以通过二重氢键首尾连接，形成长链状聚集体，长链状聚集体进一步缠绕，会形成三维纳米纤维网络结构，产生凝胶化现象，该网络的表面即形晶核，三维纳米网络结构已经被透射电镜观察所证实(如图 1.5)。根据此理论，如果能够保证山梨醇类成核剂在聚丙烯熔体中仅形成小尺寸维聚集体，但不让它们聚集成网络结构，那么就有可能达到在抑制其凝胶化的同时保证成核效果。

1.6 降温过程中 iPP/DBS/POSS 复合材料的复数粘度与温度的关tionship between complex viscosity and temperature of iPP/DBS/POduring coolingski 等[17, 78]用四硅烷基苯基倍半硅氧烷（phPOSS）与 D了 phPOSS 对 PP/DMDBS 复合材料性能的影响，发之间存在相互作用，phPOSS 的加入会抑制 iPP/DMDB会抑制有核体系的结晶速率。SS 的价格昂贵，Monika 等人[16, 79]通过一种更经济的方硅氧键的倍半硅氧烷(SiOPh)，并研究了 SiOPh 与 DM行为、透明性及机械性能的影响。发现 DMDBS 能与π-π堆积相互作用，当 DMDBS 与 SiOPh 之间通过非共价尾识别组装成纳米纤维结构的过程就受到了干扰，于受到了抑制。且她还发现：SiOPh 与 DMDBS 的协同作但不会大程度影响成核改性效果。Ph 的合成成本比 POSS 稍低，但合成工艺复杂，需要多


本文编号：3140576