国外有关塑料助剂研究的期刊文摘

2018-03-31 06:31张弢
塑料助剂 2018年6期
关键词:偶联剂聚丙烯木质素

优化SiO2纳米粒子上官能团的覆盖密度用于高耐磨低摩擦粉末涂料[ACS Omega,2018,3(12):16934-16944]

具有低摩擦和高硬度的杂化粉末涂料(HPC)提高了滑动速度,允许互锁或啮合产品在彼此之间毫不费力地滑动,从而节省能量。在汽车中,这减少了燃料消耗和温室气体排放。本项研究首次提出了一个新的见解,首次揭示了接枝到SiO2纳米粒子上的三乙氧基苯基硅烷(TPS)的覆盖密度对HPC的摩擦系数、硬度、弹性模量和粗糙度的关键作用。在所有情况下,将非常少量(0.1%质量分数下同)的官能化或未官能化的SiO2纳米颗粒添加到基于聚酯树脂的粉末涂料配方中。HPC以合适的覆盖密度(HPC-TPS3)配制功能化纳米颗粒,表现出明显降低的摩擦系数(μ=0.12),良好的强耐磨性(在负载1和5 N的干滑动条件下),低粗糙度(Rq=3.5 nm),表面高硬度和弹性模量。该项研究证实,通过仅改变化学附着在SiO2纳米颗粒上的TPS的覆盖密度,可以调节涂料的宏观性质。此外,该研究还公开了-OH和Ph基团之间的亲水-疏水平衡的物理化学解释。在所有情况下,Ph基团允许功能化纳米粒子通过聚酯基质迁移,增强表面上的硬度和弹性模量。因此,具有可调覆盖密度的功能纳米材料是低含量使用以改善粉末涂料的物理和表面性质的有力工具。

基于剪切和拉伸流变学的反应性加工制备高熔体强度聚对苯二甲酸乙二醇酯的分析[Polymer Engineering&Science,2018,Ahead of Print.]

本项研究通过将不同合成路线合成的三种不同相对分子质量的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与两种四官能扩链剂进行反应性挤出,即均苯四甲酸二酐(PMDA)和四缩水甘油基二氨基二甲烷(TGDDM),对偶联剂反应性的优选导致不同的长链支化 (LCB)结构,而这类结构与所研究的PET的不同羟基和羧基端基浓度相关。结果发现聚合物熔体的复合粘度和瞬时拉伸粘度增加了两个数量级,流动活化能和损失角都显示产生了长链支化。通过应用分子应力函数(MSF)模型实现了对应变硬化程度的更多量化评估。模型的两个材料参数根据所使用的扩链剂显示出不同的行为,PET的初始摩尔质量和端基的浓度,即羟基和羧基,决定了聚合物分子的结构。PMDA被证明是适合用于工业加工的优异偶联剂,其根据所加入的偶联剂的浓度和所用PET的羟基浓度可重复地诱导星形、梳状或无规支化结构,而TGDDM则导致超支化结构。

监测注塑工具的腐蚀和木塑复合材料的水分对材料性能的影响[International Polymer Processing,2018,33(1):66-75.]

在注塑之前,通常必须干燥木塑复合材料(WPC)以实现注塑部件的最佳质量并避免模具的腐蚀。基于文献研究,目前还没有公开的研究涉及WPC性质对聚合物颗粒的初始水分含量的依赖性。此外,已知水和木材结合高温会导致钢部件的腐蚀,但是在文献中没有发现WPC注塑成型对加工工具腐蚀影响的系统分析。在本研究中,制备了含有68%聚丙烯,30%木粉和2%偶联剂的复合物并在注塑试验中进行了测试。根据ISO 527-2方法,分别用具有确定含水量的WPC进行了生产,结果发现,复合物的水分含量,即便已经在很低水平仍然对所考察的机械性能,包括拉伸模量和强度,无缺口和缺口Charpy冲击强度和热挠曲温度具有显着的负面影响。针对不同的工具钢质量进行的腐蚀试验显示,腐蚀的严重程度与用于测试的合金中的铬(Cr)含量密切相关。

利用原位RAFT聚合技术开发基于蓝色龙舌兰蔗渣的聚苯乙烯复合材料 [Journal of Applied Polymer Science,2019,136(8):Ahead of print]

本项研究提出了一种生产聚苯乙烯-蓝色龙舌兰蔗渣(BAB)复合材料的新方法。在该方法中,干燥粉末原料BAB在甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)偶联剂存在下压模,产生接枝到BAB上的聚(GMA)杂化材料。在该聚(GMA)接枝BAB杂化材料存在下进行苯乙烯的原位可逆原子转移(RAFT)自由基聚合产生增强的复合材料,对这些复合材料的性质用傅里叶变换红外光谱,热重分析,差示扫描量热法,凝胶渗透色谱,SEM,冲击试验分析和动态力学分析进行了表征。结果表明,GMA偶联剂的用量对该工艺的效率起着关键作用,表现为聚苯乙烯力学性能的提高。

含有不同工业木质素的高生物基含量聚丙烯复合材料开发[Polymers for Advanced Technologies,2019,30(1):70-78]

可持续性、生态效率、污染预防、产业经济和绿色化学正在成为开发下一代产品和工艺的重要技术平台。近年来,传统石油基塑料制品的可再生替代品的出现促使对生物基复合材料的研究兴趣高涨,这类研究有助于减少对环境的影响。木质素是一种复杂的无定形生物聚合物,具有高官能度和高模量的特点,这使其在材料应用方面具有良好的前景。从这个意义上说,木质素可以用来改善材料的性能,是将木质素转化为高附加值材料的经济替代品。本项研究将两种不同类型的Kraft木质素掺入聚丙烯中制备了具有高生物基材料含量的复合材料。研究中对聚丙烯、Kraft木质素和偶联剂进行反应性挤出,对获得的复合材料的微观形貌、机械和热性能等进行了比较。结果表明,木质素在聚丙烯基质中的加入使得复合材料具有适用于各种工业领域的性能,特别是那些对机械性能和热性能要求较高的场合,如替代工程塑料和用作聚丙烯矿物填充料等。结果显示,这项工作为将木质素用作塑料工业中的低成本生物可再生资源提供了一种有效的方法。

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