畢業(yè)論文：改性發(fā)泡組分對聚丙烯發(fā)泡材料老化降解性能的影響

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：化工學院　　　　　　　　　 專業(yè)班級：08級環(huán)境科學

課題名稱 改性發(fā)泡組分對聚丙烯發(fā)泡材料老化降解性能的影響
設計（論文）類型
（劃√） 工程設計 應用研究 開發(fā)研究 基礎研究 其它
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1、本課題的的研究目的和意義：
通過調整配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC各個組份的的添加量，分析這些因素對改性聚丙烯發(fā)泡材料的老化降解性能的影響，為制備具有良好降解性能的聚丙烯塑料提供新的思路和方法。
2、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
2.1聚丙烯發(fā)泡的研究現(xiàn)狀
目前，國外只有美國、意大利、日本等國家能生產(chǎn)聚丙烯發(fā)泡材料。意大利AMuT公司的擠出發(fā)泡PP片材是泡沫塑料產(chǎn)品的最新進展。它應用Montell公司的高熔體強度聚丙烯(HMSPP)、PP均聚物以及低臭氧消耗潛值(ODP)化學發(fā)泡劑，生產(chǎn)出具有細小且均勻分布微孔的聚丙烯發(fā)泡片材(FPP)，密度為0.16 g/cm3，發(fā)泡PP用的HMSPP僅占12～15％，具有極大的經(jīng)濟和環(huán)境意義。我國發(fā)泡PP的研制是近年才開始的。北京燕山石化公司樹脂所與中國石油華北石化公司合作，把高熔體強度PP用于發(fā)泡材料，取得了可喜的效果，不僅完成了低倍率化學發(fā)泡片材的研制，制成PP低發(fā)泡片材，還對高發(fā)泡和珠粒制品作了初步研制；
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納米氧化鋅的樣品，發(fā)泡倍率明顯高于未添加納米氧化鋅和添加微米氧化鋅的樣品。
2.2.2 LDPE在聚丙烯發(fā)泡中的研究現(xiàn)狀
微孔發(fā)泡塑料是近二十年發(fā)展起來的一種新興材料【1-5】，指一種炮孔直徑在0.1~50um（比普通泡沫塑料小幾百倍），炮孔密度在109~1015個/cm3左右，材料密度可比發(fā)泡前減少5%~98%的新型泡沫材料[6]。微孔發(fā)泡塑料是由Mortini等[7]在1981年首先研制出的，其設計思想是通過制造一種炮孔直徑比聚合物中已存在的微隙都要小的泡沫材料，從而達到既降低材料成本又能提高性能的目的。Martini認為由于微孔發(fā)泡塑料的炮孔極小且分布均勻，使高聚物中的微隙圓孔化，炮孔實際起到了一種類似橡膠顆粒增韌塑料的作用，即微孔周圍引發(fā)大量銀紋和剪切帶，吸收能量大道增韌的效果。聚丙烯是應用最為廣泛的一種塑料，但沖擊韌性差，對其進行增韌改性是擴大應用范圍的主要途徑。采用微孔發(fā)泡法有望在降低成本的同時提高材料沖擊韌性，與彈性體增韌造成的成本、強度、剛度大幅度降低比較具有明顯的優(yōu)勢。
2.2.3 POE在聚丙烯發(fā)泡中的研究現(xiàn)狀
發(fā)泡聚丙烯（FPP）具有優(yōu)異的物理和力學性能且可回收利用，已成為聚丙烯塑料的研究熱點且應用廣泛【8-10】。然而由于聚丙烯的缺口沖擊強度低且低溫脆性尤為明顯，令發(fā)泡產(chǎn)品FPP在要求較高沖擊韌性的場合應用中受到限制。泡沫材料的增韌方法很多，其中以添加彈性粒子改性的研究廣泛。Gupta N等【11，12】將橡膠粒子引入環(huán)氧樹脂復合泡沫體系，顯著提高了復合泡沫的斷裂應變并起到了吸能作用，增韌效果明顯；雖然有關增韌FPP的研究還鮮有報道【13，14】，但對POE增韌PP的研究表明，改性后POE/PP共混物的沖擊韌性顯著提高。
POE的加入改善了FPP的發(fā)泡效果，獲得泡徑均勻分布的閉孔泡沫結構；共混體系中的POE呈粒狀均勻分布且與PP基體的界面結合良好，顯著提高了FPP的沖擊韌性，增幅接近6倍；FPP的彎曲強度和壓縮強度隨著POE含量的增加而降低，但經(jīng)過POE增韌改性后的FPP，其彎曲強度整體上要高于未改性FPP的彎曲強度【15】。
2.3聚丙烯塑料的老化降解研究現(xiàn)狀
由于塑料質輕，強度高，耐化學腐蝕性好，綜合性能高，而得到了廣泛的利用。但是，塑料發(fā)展面臨的很大難題，主要是塑料在自然環(huán)境中很難自行分解，塑料垃圾正在嚴重危害生態(tài)環(huán)境，聚丙烯作為五大通用塑料之一，同樣存在這一問題。為此，各國都做了大量的研究工作，如采用焚燒、深埋、回收利用等方法，但這些方法的缺點是：(l)在焚燒中產(chǎn)生大量CO2、HCl、HCN等_氣體，造成第二次污染；(2)深埋法由于塑料留在土壤中長期不能分解，浪費大量土地；（3）回收利用，往往難以收集或即使強制收集進行回收利用，經(jīng)濟效益甚差甚至無經(jīng)濟效益。為了減少聚丙烯塑料本身及其處理帶來的危害，國內(nèi)外一些專家致力于研究具有更好老化降解性能的塑料，其中主要是降解塑料的研究。在大多數(shù)情況下，聚合物的降解主要是高分子中主化學鍵斷裂反應所引起的。在同的環(huán)境條件下聚合物降解的方式和程度都不同。根據(jù)各種環(huán)境條件引發(fā)降解原因的不同，有不同的降解方式,主要包括：水解降解、氧化降解、微生物降解、機械降解。但從實際應用的角度來講，所謂的“降解”一般是特指熱老化降解、光老化降解、及光-生物雙老化降解，其中紫外老化降解研究較多。如唐超等人對聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)混合物在380℃下的熱降解進行了研究。檢測了PP和PVC混合塑料降解液體產(chǎn)物的沸點分布，并用鐵氧化物作為固體吸附劑以除去產(chǎn)品中的氯元素。李吉芳等采用紅外光譜和顯微紅外光譜，對添加兩種α成核劑( TM21、TM23)和一種β成核劑( TMB25)的聚丙烯(PP)的自然光氧化降解行為及機理進行了研究。結果表明三種成核劑的加入并沒有改變 PP的光氧化降解機理和降解產(chǎn)物，但都對 PP 的光氧化反應起了一定的加速作用。楊睿等人采用顯微紅外光譜法，結合偏光顯微鏡和掃描電子顯微鏡對聚丙烯/碳酸鈣和聚丙烯/二氧化硅納米復合材料中光氧化降解沿深度的分布進行了研究。結果表明：無論是純聚丙烯還是聚丙烯納米復合材料，試樣的光氧化降解都是氧擴散控制過程，由表面逐漸向內(nèi)部發(fā)展。










3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
1）在雙螺桿擠出機中進行聚丙烯塑料的發(fā)泡試驗，制備出各項性能較好的聚丙烯發(fā)泡塑料。
2）通過實驗考察配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC的添加量對聚丙烯發(fā)泡塑料的熱降解性能的影響，并分析降解機理。
3）通過實驗考察配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC的添加量對聚丙烯發(fā)泡塑料的大氣自然老化和人工光源老化降解性能的影響，并分析降解機理。
4）通過實驗考察配方中LDPE/P ……（未完，全文共7441字，當前僅顯示2613字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：改性發(fā)泡組分對聚丙烯發(fā)泡材料老化降解性能的影響》）