改善聚丙烯工程管材的耐疲勞性研究.pdf

1、聚丙烯芯管替代傳統(tǒng)紙質芯管在造紙行業(yè)復卷等環(huán)節(jié)使用的嘗試始于上個世紀末，但是一直未得到有效的推進。其主要原因是國內管材耐疲勞性差、特別是疲勞后管材尺寸穩(wěn)定性不好。本文首先對比分析了進口管材和國產管材疲勞前后的微觀結構和力學性能；其次，用化學接枝改性改變齊格勒-納塔（Ziegler-Natta）等規(guī)聚丙烯的化學結構和通過將高熔點尼龍和成核劑與等規(guī)聚丙烯共混以改變其聚集態(tài)結構，用自制扭轉疲勞試驗機對物理與化學改性的等規(guī)聚丙烯疲勞處理，最后用

2、X射線衍射、差熱掃描量熱儀、拉伸試驗機等分別測定疲勞處理后樣品的微觀結構與力學性能，得出如下重要結論。
　　（1）雖然茂金屬（MAO）等規(guī)聚丙烯管材在長期使用后出現(xiàn)了管材內壁應力變白的現(xiàn)象，但未發(fā)生α-β的晶型轉變。齊格勒-納塔等規(guī)聚丙烯管在長期使用后的外觀雖無明顯變化，但α晶轉化為β晶，這與聚丙烯管材耐疲勞性不好密切相關?？梢姡饘俚纫?guī)聚丙烯比齊格勒-納塔等規(guī)聚丙烯有著更優(yōu)異的耐疲勞性。
　　（2）以雙二五為引發(fā)劑，分別

3、用季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯單體進行熔融接枝改性齊格勒-納塔聚丙烯，降低其等規(guī)鏈段的長度，兩種單體均與聚丙烯發(fā)生接枝改性、熔體粘度增大，意味著表觀分子量增加，熔體強度上升，這有利于提高材料的成型加工性和力學性能。最重要的是通過接枝改性提高了α晶的結晶度，同時抑制齊格勒-納塔聚丙烯兩種晶型在疲勞作用下轉換過程。這將改善其耐疲勞性、使用壽命增加。
　　（3）通過添加高熔點的尼龍和alpha成核劑調控聚丙烯的聚集態(tài)結構，有效

4、抑制了樣品成型加工與疲勞過程中的β晶的形成，使聚丙烯疲勞穩(wěn)定性得到改善。少量尼龍共混改性可以使樣品在疲勞初期保持初期微觀結構與力學性能；而alpha成核劑改性直接導致疲勞后結晶度與力學性能降低。
　　本課題的特色和創(chuàng)新之處：
　　（1）自行設計并制作了高頻扭轉疲勞測試機，本設備操作簡便、同時可進行多樣品疲勞處理、且測定樣品疲勞壽命曲線。
　?。?）首次比較試驗發(fā)現(xiàn)，茂金屬等規(guī)聚丙烯管材長期服役后外觀出現(xiàn)應力泛白，但晶型