毕业论文：改性发泡组分对聚丙烯发泡材料老化降解性能的影响

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：化工学院　　　　　　　　　 专业班级：08级环境科学

课题名称 改性发泡组分对聚丙烯发泡材料老化降解性能的影响
设计（论文）类型
（划√） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它
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1、本课题的的研究目的和意义：
通过调整配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC各个组份的的添加量，分析这些因素对改性聚丙烯发泡材料的老化降解性能的影响，为制备具有良好降解性能的聚丙烯塑料提供新的思路和方法。
2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：
2.1聚丙烯发泡的研究现状
目前，国外只有美国、意大利、日本等国家能生产聚丙烯发泡材料。意大利AMuT公司的挤出发泡PP片材是泡沫塑料产品的最新进展。它应用Montell公司的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)、PP均聚物以及低臭氧消耗潜值(ODP)化学发泡剂，生产出具有细小且均匀分布微孔的聚丙烯发泡片材(FPP)，密度为0.16 g/cm3，发泡PP用的HMSPP仅占12～15％，具有极大的经济和环境意义。我国发泡PP的研制是近年才开始的。北京燕山石化公司树脂所与中国石油华北石化公司合作，把高熔体强度PP用于发泡材料，取得了可喜的效果，不仅完成了低倍率化学发泡片材的研制，制成PP低发泡片材，还对高发泡和珠粒制品作了初步研制；
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纳米氧化锌的样品，发泡倍率明显高于未添加纳米氧化锌和添加微米氧化锌的样品。
2.2.2 LDPE在聚丙烯发泡中的研究现状
微孔发泡塑料是近二十年发展起来的一种新兴材料【1-5】，指一种炮孔直径在0.1~50um（比普通泡沫塑料小几百倍），炮孔密度在109~1015个/cm3左右，材料密度可比发泡前减少5%~98%的新型泡沫材料[6]。微孔发泡塑料是由Mortini等[7]在1981年首先研制出的，其设计思想是通过制造一种炮孔直径比聚合物中已存在的微隙都要小的泡沫材料，从而达到既降低材料成本又能提高性能的目的。Martini认为由于微孔发泡塑料的炮孔极小且分布均匀，使高聚物中的微隙圆孔化，炮孔实际起到了一种类似橡胶颗粒增韧塑料的作用，即微孔周围引发大量银纹和剪切带，吸收能量大道增韧的效果。聚丙烯是应用最为广泛的一种塑料，但冲击韧性差，对其进行增韧改性是扩大应用范围的主要途径。采用微孔发泡法有望在降低成本的同时提高材料冲击韧性，与弹性体增韧造成的成本、强度、刚度大幅度降低比较具有明显的优势。
2.2.3 POE在聚丙烯发泡中的研究现状
发泡聚丙烯（FPP）具有优异的物理和力学性能且可回收利用，已成为聚丙烯塑料的研究热点且应用广泛【8-10】。然而由于聚丙烯的缺口冲击强度低且低温脆性尤为明显，令发泡产品FPP在要求较高冲击韧性的场合应用中受到限制。泡沫材料的增韧方法很多，其中以添加弹性粒子改性的研究广泛。Gupta N等【11，12】将橡胶粒子引入环氧树脂复合泡沫体系，显著提高了复合泡沫的断裂应变并起到了吸能作用，增韧效果明显；虽然有关增韧FPP的研究还鲜有报道【13，14】，但对POE增韧PP的研究表明，改性后POE/PP共混物的冲击韧性显著提高。
POE的加入改善了FPP的发泡效果，获得泡径均匀分布的闭孔泡沫结构；共混体系中的POE呈粒状均匀分布且与PP基体的界面结合良好，显著提高了FPP的冲击韧性，增幅接近6倍；FPP的弯曲强度和压缩强度随着POE含量的增加而降低，但经过POE增韧改性后的FPP，其弯曲强度整体上要高于未改性FPP的弯曲强度【15】。
2.3聚丙烯塑料的老化降解研究现状
由于塑料质轻，强度高，耐化学腐蚀性好，综合性能高，而得到了广泛的利用。但是，塑料发展面临的很大难题，主要是塑料在自然环境中很难自行分解，塑料垃圾正在严重危害生态环境，聚丙烯作为五大通用塑料之一，同样存在这一问题。为此，各国都做了大量的研究工作，如采用焚烧、深埋、回收利用等方法，但这些方法的缺点是：(l)在焚烧中产生大量CO2、HCl、HCN等_气体，造成第二次污染；(2)深埋法由于塑料留在土壤中长期不能分解，浪费大量土地；（3）回收利用，往往难以收集或即使强制收集进行回收利用，经济效益甚差甚至无经济效益。为了减少聚丙烯塑料本身及其处理带来的危害，国内外一些专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。在大多数情况下，聚合物的降解主要是高分子中主化学键断裂反应所引起的。在同的环境条件下聚合物降解的方式和程度都不同。根据各种环境条件引发降解原因的不同，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、机械降解。但从实际应用的角度来讲，所谓的“降解”一般是特指热老化降解、光老化降解、及光-生物双老化降解，其中紫外老化降解研究较多。如唐超等人对聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)混合物在380℃下的热降解进行了研究。检测了PP和PVC混合塑料降解液体产物的沸点分布，并用铁氧化物作为固体吸附剂以除去产品中的氯元素。李吉芳等采用红外光谱和显微红外光谱，对添加两种α成核剂( TM21、TM23)和一种β成核剂( TMB25)的聚丙烯(PP)的自然光氧化降解行为及机理进行了研究。结果表明三种成核剂的加入并没有改变 PP的光氧化降解机理和降解产物，但都对 PP 的光氧化反应起了一定的加速作用。杨睿等人采用显微红外光谱法，结合偏光显微镜和扫描电子显微镜对聚丙烯/碳酸钙和聚丙烯/二氧化硅纳米复合材料中光氧化降解沿深度的分布进行了研究。结果表明：无论是纯聚丙烯还是聚丙烯纳米复合材料，试样的光氧化降解都是氧扩散控制过程，由表面逐渐向内部发展。










3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
1）在双螺杆挤出机中进行聚丙烯塑料的发泡试验，制备出各项性能较好的聚丙烯发泡塑料。
2）通过实验考察配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC的添加量对聚丙烯发泡塑料的热降解性能的影响，并分析降解机理。
3）通过实验考察配方中LDPE/POE、DCP、TM、nano-ZnO和AC的添加量对聚丙烯发泡塑料的大气自然老化和人工光源老化降解性能的影响，并分析降解机理。
4）通过实验考察配方中LDPE/P ……（未完，全文共7441字，当前仅显示2613字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：改性发泡组分对聚丙烯发泡材料老化降解性能的影响》）