【正文】 分子量的計(jì)算 Table Molecular weight calculation 則定義分子量 179。 （ 1）、 擠出工藝 擠出 工藝參數(shù) 如下 ： 段數(shù) 1 2 4 6 7 機(jī)頭 溫度 /℃ 150 168 180 185 190 185 表 擠出工藝參數(shù) Table Extrusion process parameters 轉(zhuǎn)速 ： 45r/min 加料轉(zhuǎn)速： 15r/min （ 2）、注塑 注塑 工藝參數(shù) 如下 ： 加料段 熔融段 塑化段 噴嘴 壓力 /MPa 50 50 50 40 溫度 /℃ 197 208 189 — 表 注塑工藝參數(shù) 冷卻時(shí)間： 15S 射膠時(shí)間 ： 2S 配方設(shè)計(jì) a) 分子量的確定 初步確定一個(gè)配方 見(jiàn)表 名稱(chēng) 添加量（ phr） 實(shí)際質(zhì)量（ g） 17 PP PI或 PAA DCP MAH 抗氧劑 1010 100 400 表 配方設(shè)計(jì) 確定一系列的試驗(yàn)配方，具體見(jiàn)表 ： 組分 配比（ phr） 實(shí)際質(zhì)量（ g） 分子量（ g/mol） PP 11 12 13 21 22 23 31 32 33 34 100： 0 100： 100： 100： 100： 100： 100： 100： 100： 100： 100： 400： 0 400： 400： 400： 400： 400： 400： 400： 400： 400： 400： —— 低 中 高 低 中 高 中 中 中 中 表 配方 18 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的表征 （ 1）偏光顯微鏡觀察復(fù)合薄膜聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 將制備好的 PP/PI 復(fù)合材料壓片制樣置于偏光顯微鏡下觀察其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，目鏡和物鏡放大倍數(shù)為 10179。 ，以 度 /秒的速度進(jìn)行掃描。結(jié)果計(jì)算： ak =AK /b (J/m) 試中 ak— 沖擊強(qiáng)度（ J/M） AK— 試樣破壞所消耗的能量（ J） b— 試樣厚度（ mm） 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn) 把 注塑出的啞鈴型試件 ，測(cè) 出厚度，然后在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，拉伸速率為 50mm/s，并記下拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和彈性模量。 21 1—— 純 PP 2—— PP/低分子量 PI 3—— PP/中分子量 PI 4—— PP/高分子量 PI 5—— PP/低分子量 PAA 6—— PP/中分子量 PAA 7—— PP/高分子量 PAA 組分 1組 2組 3組 4組 5組 6組 7組 沖擊強(qiáng)度（ KJ/m2） 拉伸強(qiáng)度（ MPa） 斷裂伸長(zhǎng)率（ ﹪ 彈性模量（ MPa） 表 純 PP 及不同分子量 PAA和 PI與 PP 的復(fù)合材料的機(jī)械性能對(duì)比 Mechanical properties of virgin PP and PP/PAA/PI posite material of different molecular weight 從 表 31 中看出，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度明顯要 高于 純 PP， 且 沖擊強(qiáng)度 隨著 分子量的增大而增加， 而 添加 PI 粉末的比相對(duì)應(yīng)的添加相同配比同分子量 PAA 溶液的沖擊強(qiáng)度高。 綜合上述眾多配方的力學(xué)性能，得出添加粉末的比添加溶液的改性效果要22 好，且粉末改性中在相同配比的條件下中分子的改性效果最優(yōu)。 衍射峰位置略向右偏移，層間距有所減小，不利于 聚酰亞胺分子在聚丙烯中的分散，反而會(huì)影響復(fù)合材料的性能。可以明顯看出，純 PP的球晶分布均勻，且完善有序，而添加 PI 粉末的復(fù)合材料的球晶分布的有序度明顯降低且不夠完善。如圖 38 所示 ， 明顯可以看出配比為 100: 和 100。 添加粉末的維卡軟化點(diǎn)又明顯高于相對(duì)應(yīng)的添加溶液的復(fù)合材料，說(shuō)明在耐熱性的改性上粉末仍然優(yōu)于溶液。而溶液改性分子量過(guò)低或過(guò)高還會(huì)出現(xiàn)分子鏈降解和環(huán)化現(xiàn)象。隨著添加量的增加沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都是先增大到配比為 100:： 時(shí)最大后減小，彈性模量和拉伸強(qiáng)度 都逐漸減小。從圖 明顯看出加入粉末或溶液改性的復(fù)合材 料的軟化點(diǎn)均高于純 PP 的，說(shuō)明聚酰亞胺的耐高溫特點(diǎn)對(duì) PP 的起到了改性作用。 （ a）純 PP （ b） 100： 28 （ c） 100： （ d） 100： （ e） 100： 圖 不同 PI添加量 條件下的掃描電鏡圖片 Figure electron microscopy images of PP/PI under different ratio 上圖為不同 PI 添加量時(shí)，各復(fù)合材料做完拉伸試驗(yàn)后斷面的掃描電鏡圖片。 10 20 30 40 5005001000150020202500300035004000450050005500600065007000高分 子 量中分 子 量低分 子 量純P P 23 22 21 PP 圖 不同分子量相同配比 下 PP/PAA溶液復(fù)合材料的 WAXD 圖譜 Figure patterns of PP/PAA solution posite material under the condition 26 of the same ratio and different molecular weig （ 1）純 PP （ 2）低分子 PI （ 3）中分子量 PI （ 4）高分子量 PI 圖 相 同配比的不同 PI分子量 的 復(fù)合材料 偏光顯微鏡照片 上圖為相同配比的情況下不同分子量的 PI 粉末的復(fù)合材料的 10179。隨著 加入的 聚酰亞胺 分子量的增加 ， PP/PI 復(fù)合材料的衍射峰 的尖銳程度漸漸減弱，且略略向右偏移，說(shuō)明隨著分子量的增大，復(fù)合材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)整的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的有序性逐漸變差，其中高分子量的影響最大。斷裂伸長(zhǎng)率明顯增大很多，說(shuō)明韌性又很大提高。這表明 復(fù)合材料中含有聚酰亞胺分子。 1176。接收狹縫為 ,測(cè)試角度范圍為 2176。下烘 3h 后研磨即可得到 PI粉末。 〔 η 〕 — 特性粘度，反映了高分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦 。 （ 3） 將管口 3 各接一乳膠管，夾住管口 3的膠管，自管口 1處抽氣 ,使供試品溶液的液面緩緩升高至球 C 的中部，先開(kāi)放管口 3，再開(kāi)放管口 1，使供試品溶液在管內(nèi)自然下落 ,用秒表準(zhǔn)確記 錄液面自測(cè)定線 a 下降至測(cè)定線 b處的流出時(shí)間； （ 4） 重復(fù)測(cè)定兩 至三 次， 幾 次測(cè)定值相差不得超過(guò) ,取兩次的平均值為供試液的流出時(shí)間 (T)，記錄數(shù)據(jù)。 選題的意義及目的 以聚丙烯（ PP）為主要原料， 加入 交聯(lián)劑 DCP、 馬來(lái)酸酐（ MAH） 接枝 PP 制備偶聯(lián)劑 PPgMAH，再 加入聚酰胺酸 溶液（ PAA） 或聚酰亞胺 粉末 及抗氧 劑 10制備 PP/PI 復(fù)合材料，通過(guò)改變聚酰胺酸溶液或聚酰亞胺的分子量和添加量，分析不同配方制備的復(fù)合材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱性能及結(jié)晶情況來(lái)找出改性的最佳方案，并總結(jié)出具體規(guī)律。在工藝 R2 中，11 無(wú)規(guī)的 PAA 一 I 分子鏈運(yùn)動(dòng)需要較高的溫度提供足夠的能量，因此最佳升溫速率比Rl 高；在工藝 R3 中，酰亞胺化前的有序結(jié)構(gòu)被保持下來(lái)，較慢的升溫速率會(huì)延長(zhǎng)在低溫的停留時(shí)間，使分子鏈有充分的時(shí)間進(jìn)行排列而形成更加規(guī)整的結(jié)構(gòu)，因此最佳升溫速率比 Rl 低。為什么在 NMP 溶劑中，薄膜形成有序性結(jié)構(gòu)的最佳升溫速率為 5℃ /min？這主要是由于在相同溫度時(shí)，不同的升溫速率會(huì)導(dǎo)致薄膜的酰亞胺化程度、溶劑殘留率均存在較大差異造成的。片晶生長(zhǎng)尺寸上的變化，分析認(rèn)為主要是由溶劑的揮發(fā)速率不同造成的。這一系列規(guī)律性變化說(shuō)明隨著分子鏈不對(duì)稱(chēng)性的降低，球晶中晶片的扭轉(zhuǎn)頻率下降。 在整個(gè)結(jié)晶過(guò)程中，溶劑的揮發(fā)、分子鏈上酰亞胺環(huán)的形成、以及晶體的生長(zhǎng)都在同時(shí)進(jìn)行并相互影響。 P I 和PUR2 T 可在極性溶劑中進(jìn)行溶液共混 ,然后烘干制得共混物膜。相對(duì)于研究開(kāi)發(fā)新的聚合物品種或?qū)ζ溥M(jìn)行共聚、 結(jié)構(gòu)改性而言 ,對(duì) P I 進(jìn)行共混和復(fù)合改性是既經(jīng)濟(jì)且有效 的方法。 聚酰亞胺的不足之處是不溶不熔、加工成型難、成本高等。兩步法是先合成聚酰胺酸或聚酰胺脂，然后再亞胺化。還有抗蠕變能力強(qiáng)，摩擦性能優(yōu)良 ,絕緣性能優(yōu)異；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑；耐輻射性好等性能。加工流動(dòng)性 。填充量高的 PP ,其熱性能、耐寒性、力學(xué)性能及加工性能等優(yōu)于純 PP ,但其光澤、韌性和斷裂伸長(zhǎng)率有明顯的降低。 PP 與填料粒子的界面化學(xué) 。在老化、水浸泡、沸水處理、蒸煮處理方面 ,可顯示優(yōu)良的耐持久性。接枝后的 PP 可作為擠出復(fù)合膜的粘接層、熱溶膠 ,也可作為 PP 與各種極性聚合物如 PA 等共混用的相容 劑。 溶液接枝：將聚丙烯溶解在合適的溶劑中 ,然后以一定的方式引發(fā)單體接枝。 以丙烯單體為主的共聚改性可在一定程度上增進(jìn)均聚 PP 的沖擊性能、透明性和3 加工流動(dòng)性 ,它是提高 PP 韌性 ,尤其是低溫韌性的最有效的手段。 改性及研究現(xiàn)狀 圍繞 PP 的缺點(diǎn)，科學(xué)家們從聚合改性和共混改性兩條路線入手，經(jīng)過(guò)不懈的努力，已取得了突破性的進(jìn)展。 聚丙烯包裝材料占有市場(chǎng)已大大超出了其它塑料包材。由于結(jié)晶， PP 的收縮率相當(dāng)高，一般為 ~%。 PP 的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。耐腐蝕 ,抗張強(qiáng)度 30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。 對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行各種性能測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征 ：紅外、偏光顯微鏡、 XRD、掃描電鏡、拉伸測(cè)試、沖擊測(cè)試和維卡軟化點(diǎn) 。用粉末改性的配比為 100： 時(shí)的中分子量所制備的復(fù)合材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)最為規(guī)整，結(jié)晶最為完善，晶體數(shù)目最多，且球晶尺寸較小，大小均勻，綜合性能最好。常見(jiàn)的酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。 PP 不存在環(huán)境應(yīng) 力開(kāi)裂問(wèn)題。均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。但由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量很快增長(zhǎng)，進(jìn)口依存度總體上呈下降趨勢(shì)。物理改性主要是共混、增強(qiáng)、填充等 ,加入添加劑以賦予 PP 新的性能。 近年來(lái) ,國(guó)外研究改性 PP已成為開(kāi)發(fā)新的 PP材料的熱點(diǎn) ,特別是 PP嵌段共聚物的發(fā)展尤為迅速。 熔融接枝：該方法是在聚丙烯熔點(diǎn)以上 , 將單體和聚丙烯一起熔融 , 并在引發(fā)劑的存在下進(jìn)行接枝反應(yīng)。隨著接枝聚合物所用的 PP 種類(lèi)、接枝鏈段的種類(lèi)、長(zhǎng)短和數(shù)量以及接枝聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及分布而有所不同。氮化物交聯(lián)、輻射交聯(lián)、熱交聯(lián)等。 目前 ,工業(yè)上多采用玻纖增強(qiáng) PP ( GFR PP) 和碳酸鈣填充 PP ,對(duì)于前者 ,玻纖含量 (質(zhì)量份 ) 一般在 10 % 30 % ,超過(guò) 40 %時(shí)性能開(kāi)始下降。以 PP 為主體的共混改性主要作用是改進(jìn)耐低溫沖擊性、透明性、著色性以及抗靜電性。相容體系的直接共混 :將 PP 直接同能與其部分相容的樹(shù)脂共混 。熔融縮聚是將單體、催化劑和相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑等投入反應(yīng)器中，加熱熔融并逐步形成高聚物的過(guò)程。 目前比較成熟的合成工藝是采用溶液縮聚的兩步法來(lái)合成聚酰亞胺，利用前驅(qū)體加工，在高溫下亞胺化。通過(guò)無(wú)機(jī)納米粒子的加入可以使得 PI 的性質(zhì)達(dá)到更高的水平 【 7】 。將 P I與 EP進(jìn)行共混可以綜合兩者的優(yōu)點(diǎn) ,使共混物在耐熱性、 粘結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度方面均有所提高。 PI 以其較好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的力學(xué)性