高抗冲聚丙烯颗粒的流动性及其抗静电性
219405537_高流动抗冲共聚聚丙烯的结构与性能

结构与性能CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 , 2022, 39(6): 51DOI:10.19825/j.issn.1002-1396.2022.06.12高流动抗冲共聚聚丙烯[1-5]是以丙烯均聚物为主体,通过在其主链上引入部分乙烯,形成乙丙无规共聚物或乙丙嵌段共聚物,从而具有良好的刚韧平衡性[6-9]。
此外,优良的流动性使其具有优异的加工性能,可以明显降低加工温度,缩短加工时间,提高生产效率,降低企业生产成本[10-13]。
目前,高流动抗冲共聚聚丙烯已用于汽车内饰件、日用品及小家电外壳等。
随着汽车、家电等行业的迅速发展,高流动抗冲共聚聚丙烯的需求量大幅提高,因此关于其制备和应用已成为聚烯烃材料研发和应用领域的一个热点。
此外,由于聚合物结构对其性能的重要影响,需要就高流动抗冲共聚聚丙烯的结构进行分析,以期建立结构与性能的关系,为基于聚烯烃性能需求进行结构改进高流动抗冲共聚聚丙烯的结构与性能苟荣恒,王 勇,刘 义,郭晓东,韩李旺,杨廷杰,包璐璐(国能新疆化工有限公司,新疆 乌鲁木齐 831400)摘要:对国内外3种高流动抗冲共聚聚丙烯的相对分子质量分布、乙烯含量、力学性能、热性能和流变性能进行表征与分析。
结果表明:PP1相对分子质量分布较窄,乙烯含量较低,其弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别达到1 627 MPa,29.0 MPa,6.2 kJ/m2,表现出更为优良的刚韧平衡性;PP3由于乙烯含量较高,所以刚性明显不足;PP1的半结晶时间最短,为0.83 s,可有效缩短制品的成型周期,提高生产效率;PP3由于相对分子质量大,相对分子质量分布较宽,分子链的缠结程度更大,因此,结晶能力最弱;3种高流动抗冲共聚聚丙烯的加工流变性能基本一致,可在相同加工工艺条件下加工成型。
关键词:抗冲共聚聚丙烯 高流动性 相对分子质量 力学性能 结晶性能中图分类号:TQ 325.1+4 文献标志码: B 文章编号:1002-1396(2022)06-0051-04 Structure and properties of high fluidity impact copolymerized polypropyleneGou Rongheng,Wang Yong,Liu Yi,Guo Xiaodong,Han Liwang,Yang Tingjie,Bao Lulu(CHN Energy Xinjiang Chemical Co.,Ltd.,Urumqi 831400,China)Abstract:The molecular mass distribution,ethylene content,mechanical properties,thermal properties and rheological properties of three high fluidity impact polypropylene PP1,PP2 and PP3 were characterized and analyzed. The results show that PP1 has narrow molecular mass distribution and low ethylene content,its flexural modulus,tensile strength,and impact strength reach 1 627 MPa,29.0 MPa,6.2 kJ/m2,respectively,performing excellently in rigidity-toughness balance. Its half-crystallization time is 0.83 s,which can effectively shorten the molding period and improve the efficiency. PP3 has weak toughness due to high ethylene content within,whose poor crystallization behavior comes from greater entanglement degree of molecular chain thanks to its large molecular mass and wide molecular mass distribution. In addition,the processing rheological properties of the three materials are consistent,which means their injection molding can be carried out without changing the processing conditions.Keywords:impact copolymerized polypropylene; high flowability; relative molecular mass; mechanical property; crystalline property收稿日期:2022-05-27;修回日期:2022-08-26。
抗冲共聚聚丙烯的结构与性能

抗冲共聚聚丙烯的结构与性能王帆;刘小燕;周玲;朱博超;王晶晶【摘要】研究了5种熔体流动速率为28 g/10 min,乙烯质量分数为10%左右的车用抗冲共聚聚丙烯(IPC)的力学性能、相态结构、熔融结晶行为、橡胶相尺寸及分布、加工性能.结果表明:IPC-4整体力学性能最优,拉伸强度为24.60 MPa,弯曲模量为1401.71 MPa,冲击强度为10.02 kJ/m2;IPC是由无规共聚物、嵌段共聚物和均聚聚丙烯三部分组成;IPC-4具有最高的熔融焓和结晶焓,即材料有高的结晶度和刚性;IPC-4的孔洞分布更均匀、孔洞直径相差不大,平均值为1μm;5种试样的加工性能较为接近,最适宜的注塑温度为200℃.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】6页(P58-62,68)【关键词】抗冲共聚聚丙烯;无规共聚物;熔融;结晶;流变性能;非等温动力学【作者】王帆;刘小燕;周玲;朱博超;王晶晶【作者单位】兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃省兰州市 730070;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃省兰州市 730070;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司乙烯厂,辽宁省抚顺市 113004【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4目前,聚丙烯(PP)以密度小、性价比高,具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性,易于加工成型和回收等特点在汽车上得到广泛应用,成为车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种之一[1],国内年需求量约为217万t。
抗冲共聚聚丙烯(IPC)是车用PP需求量增长速度最快的一个品种,因此,众多石化企业开展了附加值较高的IPC的研发和生产。
聚丙烯抗冲共聚物的原理

聚丙烯抗冲共聚物的原理
聚丙烯抗冲共聚物是一种在聚丙烯基础上添加特定抗冲剂的共聚物材料。
其原理主要是通过在聚丙烯分子链中引入具有高韧性和抗冲击性的共聚单体,如丙烯腈(AN)或乙烯基丙烯酸酯(EVA),来增加材料的韧性和抗冲击性。
具体原理如下:
1.增加韧性:通过引入丙烯腈(AN)或乙烯基丙烯酸酯(EVA)等共聚单体,可以在聚丙烯分子链中形成具有较高柔韧性的共聚物结构,从而提高材料的韧性和耐冲击性能。
2.改善抗冲击性能:添加特定抗冲剂可以在共聚物分子链中形成复合结构,增加分子的移动性和材料的耐冲击性能,从而使材料在受到外部冲击时能够有效吸收和分散能量,减少损伤和断裂。
通过以上原理,聚丙烯抗冲共聚物能够在保持聚丙烯原有特性的基础上,具有更高的韧性和抗冲击性能,因而被广泛应用于汽车零部件、家电壳体、工程塑料和包装材料等领域。
抗静电聚丙烯的研究

抗静电聚丙烯的研究静电是一种常见的物理现象,当两个不同材料接触时,它们之间的摩擦会导致电子的转移,从而形成电荷积累。
这些电荷积累可以导致静电放电,造成许多问题,如电子设备故障、火灾等。
在工业和日常生活中,静电问题经常出现,因此,研究如何减少或消除静电对于改善生产和生活环境非常重要。
聚丙烯是一种常用的塑料材料,具有许多优良的特性,如低密度、高强度、良好的化学稳定性等。
然而,聚丙烯也是一种常见的静电产生材料,因此,研究如何制备抗静电聚丙烯具有重要意义。
近年来,许多研究人员已经开始探索如何制备抗静电聚丙烯。
其中,一种常用的方法是在聚丙烯中添加导电填料,如碳黑、金属粉末等。
这些填料可以增加聚丙烯的导电性,从而降低静电的积累和放电。
然而,这种方法也存在一些问题,如填料的分散性不好、填料的添加量过多会影响聚丙烯的物理和化学性质等。
为了解决这些问题,一些研究人员开始探索基于表面改性的方法来制备抗静电聚丙烯。
这种方法通过在聚丙烯表面引入功能性基团,如羟基、胺基等,来增加聚丙烯表面的亲水性和导电性。
这种方法可以有效地降低静电的积累和放电,并且不会影响聚丙烯的物理和化学性质。
然而,这种方法的制备过程比较复杂,需要使用一些特殊的试剂和设备。
另外,一些研究人员也开始探索基于纳米技术的方法来制备抗静电聚丙烯。
这种方法通过在聚丙烯中添加纳米材料,如纳米碳管、纳米二氧化钛等,来增加聚丙烯的导电性和抗静电性能。
这种方法具有制备简单、成本低廉等优点,但是也存在一些问题,如纳米材料的分散性不好、纳米材料的添加量过多会影响聚丙烯的物理和化学性质等。
总之,制备抗静电聚丙烯是一项重要的研究课题,可以为改善生产和生活环境带来很大的好处。
目前,基于表面改性和纳米技术的方法已经成为制备抗静电聚丙烯的主要研究方向,但是这些方法还存在一些问题需要解决。
未来,我们需要继续努力,探索更加有效和可持续的方法来制备抗静电聚丙烯。
浅谈UNIPOL聚丙烯反应器静电及结片的产生、控制方法

另一部 分产 生负 电荷 。水 通常产 生负 静 电荷 。氧 产生最 主要是 由静 电引起的 。在反应 器内主要有两 个作用相反 生正 静 电荷 , 甲醇 , 氨, 和乙醇通常产生正静 电荷 。其关系进入反应器 的物 的静 电力, 这是引起树脂细粉附着在反应 器壁形成结片 的重要原 气 ,
概 述
U N I P O L聚丙烯流化床在生产运行时反应器内容易产生静电 或 电荷 的消散 非常缓 慢 , 从而导 致 流化床 内静 电势能 的全面 增
在 这 种 情 况 下 颗 粒 将 吸 附 在 器 壁上 而 结 片 。 场 是此工艺 的一大特 点, 静 电问题 已经成为长期 困扰 U N I P O L 聚 加 ,
流化 , 从P D S出料 系统排除 , 造成 P D S 系统 阀门、 管线、 缩颈 等后
嬲 l缎赣耀 . 姆静躯的 菇 熙 2农侮德垮转墩戢荚蘸
( 2 ) 在 聚丙烯流化 床工艺 中会有多股物 料流入 反应器 内 , 这 些物料基 本上是采用 高压 , 高流速进料 , 管 道运输过程 中通过物
因 。静 电力吸 引带电颗粒附 着到反应器壁 , 床 层循环模式 ( 拖拽 料所带 电荷如下 图所示。’
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力) 可以将颗粒与器壁分离 , 当静电力超过拖拽力时 , 在 临近 反应
关键 词: UNI P OL聚丙烯 ; 流化床 反应器 ; 静 电; 结片 ; 控 制方 静电等同于通过反应器壁消散的静电量, 并通过排放系统随着产
法; 静 电 消除
品排出 , 防止 了大量 的电荷积聚 。然而 , 偶尔系统发 生的一些 情 况( 工艺波动 , 反应 器内杂质含量高 ) 会使 产生的 电荷大量 增加 ,
一种阻燃抗静电聚丙烯的流变性能

一种阻燃抗静电聚丙烯的流变性能王帅;王克俭;马伊;张寅灵;梁文斌;王旭;时姣;姜卓钰【摘要】The effects of brominated flame retardant and carbon black-filling on the extrusion distortion of PP melt and dynamic rheological properties were investigated by capillary rheometer and rotational rheometer. It was shown that the more filled resin exhibited higher critical shear rate for extrusion distortion corresponding to wider processing window in low filler content range. In dynamic rheometry, the higher filled resins behavior in shear thinning with higher complex viscosity,storage modulus and loss modulus instead of lower loss factor. Quantitative analyses were conducted using entanglement model and Cross model. Filler can absorb polymer chains to reduce wall adsorption dropping distortion and result in higher critical shear rate. Particle filled network increases in the plateau modulus and entanglement density shortening relaxation time for quicker recovering according to smaller extrusion swell ratio. Carbon black more than 3.5%(mass) in composite forms percolation network being characterized by higher zero shear viscosity and longer relaxation time where liquid-solid-like transition occurs. Simultaneously, the surface resistivity decreased obviously. The viscoelastic percolation value consistent with the electrical percolation value approximately.%采用毛细管流变仪和旋转流变仪分别研究了溴系阻燃剂、炭黑填充对聚丙烯熔体高剪切挤出畸变和动态黏弹特性的影响.发现低含量下随填充量的提高,发生挤出畸变的临界剪切速率提高,扩大了加工窗口.动态流变试验表明树脂中添加更多炭黑后剪切变稀时的复数黏度、储能模量和损耗模量都增大,但损耗因子下降.进一步用缠结模型和Cross模型定量分析表明,填料吸附高分子链段而减少其壁面吸附,减轻挤出畸变,进而提高临界剪切速率;粒子分布网络提高了平台模量和缠结密度,缩短了松弛时间,恢复更快而减小挤出胀大比.复合材料中添加3.5%(质量)炭黑后形成逾渗网络,表现为高零切黏度和长松弛时间,发生"类液-类固"转变;同时材料表面电阻下降明显,此时黏弹逾渗点与导电逾渗点基本一致.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)008【总页数】7页(P3023-3029)【关键词】流变学;聚合物;粒子;复合材料;挤出畸变;逾渗网络【作者】王帅;王克俭;马伊;张寅灵;梁文斌;王旭;时姣;姜卓钰【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京低碳清洁能源研究所,北京 102211;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京低碳清洁能源研究所,北京 102211;北京低碳清洁能源研究所,北京 102211;北京低碳清洁能源研究所,北京 102211;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4+25矿用聚丙烯(PP)材料必须具有良好的阻燃和抗静电性能,一般通过加入阻燃剂(溴-锑体系或磷系)和抗静电剂(导电炭黑、有机抗静电剂等)来实现[1-4]。
高流动性抗冲聚丙烯专用料的开发与生产_白玮

的调整来实现。
因此,环管反应器中的氢气加入量及控制是制
备合格产品的非常重要的第一步。
1.2.2 环管反应器中主催化剂活性控制
由于产品中熔体流动速率要求高,造成在环管
反应器(R201、R202)中氢气加入量增加,直接导
致主催化剂在环管反应器中的活性增加,后续活性
降低而导致在共聚反应器中活性的降低,使乙烯参
聚丙烯抗冲共聚产品为聚丙烯产品中重要种类 之一。其聚丙烯分子链周期性地被乙丙共聚物链或 聚乙烯链间断,既有高度结晶性因而刚性好,又引 进乙丙橡胶成分因而抗冲击性好,使该类产品具有 较大的使用空间,又由于其良好的性能价格比,在 家电注塑制品、注塑容器、汽车配件等领域不断替 代原有的金属和其他树脂。抗冲共聚聚丙烯的发展 有两个趋势。第一个趋势是提高聚合物的熔体流动 指数,这样有利于缩短成型周期,降低能耗,可制 做大型薄壁制品。传统的 MFR 为 10~15 g/min 的注 塑牌号正在被 MFR 为 25~35 g/min 的产品所替代。 第二个趋势是改善抗冲共聚物的刚性和冲击强度平 衡,在满足抗冲击性能要求的同时,刚性若能提高, 可降低制品的厚度[1]。
研究了装置生产中关键工艺参数对产品性能、结构的影响,通过调整工艺参数,成功开发出了高熔体流动速率
的抗冲聚丙烯新产品 EP7226,并将其与国内的同类产品在结构和性能方面进行了分析对比。
高抗冲聚丙烯复合材料的研究

ic Instruments公司 ; 冲击试验机 : XJ40 - A 型 ,吴忠材料试验机厂 ; 扫描电子显微镜 ( SEM ) : S - 450 型 ,日本日立
化工有限公司 ; 钛酸酯偶联剂 : NDZ - 201,南京曙光化工厂 。
1. 2 主要设备及仪器 高速混合机 : GH - 10型 ,北京塑料机械十厂 ; 双螺杆挤出造粒机 : SHJ20型 ,南京杰恩特机电
有限公司 ; 注塑机 : K - TEC40型 ,德国 Ferromatik M ilacron
(1)纳米 CaCO3 的影响 表 1列出纳米 CaCO3 用量对 PP / POE复合体系
性能的影响 。
表 1 纳米 CaCO3用量对 PP / POE复合体系性能的影响
项 目
纳米 CaCO3用量 /份
0
4
8 12 15 20
拉伸强度 /MPa
17. 1 16. 7 16. 6 16. 5 16. 4 16. 3
POE: EG8150, 辛 烯 含 量 25% , 美 国 Du Pont2 Dow化学公司 ;
滑石粉 : 10 μm ( 1250 目 ) ,广西龙广滑石开发 有限公司 ;
纳米活性碳酸钙 ( CaCO3 ) : 山西兰花华明纳米 材料有限公司 ;
硅烷偶联剂 : KH - 550,南京康普顿曙光有机硅
公司 。 1. 3 试样制备
(1)滑石粉的表面处理 : 称取一定量的滑石粉 加入高速混合机中 ,将一定量的硅烷偶联剂和钛酸 酯偶联剂复配 ,经溶剂稀释后分次加入填料中 ,高速 混合 30 m in,在 100℃烘干后备用 。
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高抗冲聚丙烯颗粒的流动性及其抗静电性徐宏彬;陈薇;武燕;梅利;姚臻;笪文忠;曹堃【摘要】With the increase of ethylene content in gas phase fluidized bed, stickiness and agglomeration among high impact polypropylene granules seriously impacted on particle flowability and continuous production. Adding a small amount of inert inorganic superfine powders could effectively reduce the sticky agglomeration. The cold-flow model study was to analyze impact of superfine powders such as spherical silica and layered hydrotalcite (HT), as well as to explore electrostatic formation and effect on flowability. Compared to untreated powders, powders modified by antistatic agents could decrease accumulation of static charges, shorten dropping time, and enhance flowability of particles. Overall, hydrotalcite showed better effect than silica.%随着气相釜中乙烯含量的增加,高抗冲聚丙烯颗粒会出现发黏、聚并等现象,严重影响其流动性及连续化生产。
添加极少量惰性无机超细粉体是减少高抗冲聚丙烯颗粒间粘连的有效措施。
通过冷模研究,剖析超细粉体的加入对颗粒流动性的影响,同时探讨体系静电的产生因素及其对颗粒流动性的影响。
选用的超细粉体包括球形二氧化硅和层状水滑石。
研究发现,相对于直接加入未改性处理的超细粉体,加入经抗静电剂改性的超细粉体后,颗粒的带电量明显减少,落下时间缩短,流动性也得到了有效提高;而且选用水滑石的效果明显优于二氧化硅。
【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)002【总页数】7页(P767-773)【关键词】高抗冲聚丙烯;超细粉体;抗静电剂;流动性【作者】徐宏彬;陈薇;武燕;梅利;姚臻;笪文忠;曹堃【作者单位】中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院,江苏南京 210047;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州310027;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027;中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院,江苏南京 210047;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州310027;中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院,江苏南京 210047;化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TQ033高抗冲聚丙烯(HIPP)因其优异的综合性能目前已广泛应用于家用电器、汽车、医药等行业,成为世界聚丙烯工业的发展前沿之一[1-7]。
HIPP一般采用气相流化床反应器内合金化技术制得[8-13],即首先获得丙烯均聚物颗粒,然后通过乙丙气相共聚原位生成乙丙橡胶填充于丙烯均聚物颗粒内的空隙间,使得橡胶相均匀地分散于丙烯均聚物颗粒中[14-15]。
但随着乙烯含量即乙丙橡胶的增加,会出现颗粒表面发黏,颗粒间聚并、黏釜等问题,易造成反应器内架桥、结块或下料不畅,影响生产的稳定性,进而极大地限制了高抗冲聚丙烯性能的进一步提升[16-17]。
目前,在乙丙气相聚合过程中为防止在聚丙烯颗粒表面产生乙丙橡胶从而导致颗粒发黏聚并的经典方法是在气相流化床反应器中通入低纯氮,且一般生产的高抗冲聚丙烯的牌号中其乙烯含量通常在10%(质量)以下。
采用低纯氮工艺,一方面会影响催化剂的活性,另一方面在一定程度上会改变气相聚合体系的气相组分和其分压,进而也会影响催化活性,同时限制了产物中乙烯含量的提高[18-19]。
其中目前报道的乙烯含量最高的HIPP是采用Innovene工艺生产的,其乙烯含量可达到15%,抗冲性能也最为优异。
Innovene工艺能生产较高乙烯含量HIPP的原因在于其卧式反应釜中的自清洁搅拌桨在一定程度上抑制了产物黏釜现象的发生,但这种抑制作用也是极为有限的。
本研究组在前期研究工作中提出了一种在共聚气相釜中原位添加极少量超细粉体的方法,通过将其局载化于聚丙烯颗粒的表面,而从起到可替代低纯氮的作用[18,20]。
但也发现其流动性有所变化,而且常伴有静电的产生[21-23]。
本文以上述添加极少量超细粉体的聚丙烯颗粒体系为研究对象,通过冷模工艺,深入剖析超细粉体的加入对颗粒流动性的影响,并进而探讨静电的产生因素。
1.1 主要原料二氧化硅超细粉体(SP1,堆密度为0.0833 g·cm-3,粒径约为100 nm)及合成水滑石(堆密度为0.2821 g·cm-3)均为市售。
3-氨基丙基三甲氧基硅烷(≥97%,KH540,Aldrich),N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(≥97%,KH791,百灵威),N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(≥97%,KH792,百灵威),聚丙烯常用抗静电剂(HKD200、HKD500,杭州市化工研究所有限公司)。
氨水(28.0% NH3,国药),蒸馏水,无水乙醇(国药)。
HIPP样品均来自中石化扬子石油化工有限公司,编号分别为1、2、3、4、5、6、7、8,对应堆密度和乙烯含量如表1所示。
1.2 超细粉体抗静电预处理超细粉体表面化学负载改性:在带有冷凝管、温度计、机械搅拌及微量进样装置的500 ml四口烧瓶中预先通氮气,加入适量经预处理(50℃真空干燥)的超细粉体,然后加入一定比例的水和乙醇,搅拌过程逐滴滴加适量氨水。
待温度达到设定值后,向体系中添加反应型硅烷偶联剂,并开始计时。
反应8 h结束后,用无水乙醇离心洗涤若干次,直至pH试纸检测到上层清液为中性,收集下层固体沉淀,于50℃条件下真空干燥24 h。
超细粉体表面物理吸附改性:在带有冷凝管、温度计、微量进样器和机械搅拌装置的500 ml四口烧瓶中预先通入氮气,以排去瓶中空气,加入适量经预处理的超细粉体。
待体系温度达到设定温度后,直接逐滴硅烷偶联剂,滴加结束后,于50℃条件下真空干燥24 h即得产物。
1.3 实验过程采用冷模工艺,将HIPP颗粒与超细粉体以一定比例置于300 r·min-1摇床中在设定温度条件下摇晃3 min后,即刻将样品倒入法拉第筒中,记录相应的电荷值。
1.4 分析表征流动性:以落下时间来评定,具体方法为取一定量的物料,通过定制的漏斗(漏斗锥度60°±0.5°,流出口径φ=12.7mm),记录全部物料通过的时间,即为落下时间。
落下时间越短,说明物料的流动性能越好。
静电量;美国Polar Ware公司生产的型号为1-1/4QT/1.19L的法拉第筒。
形貌分析:荷兰FEI公司的 Quanta3D FEG双束聚焦离子束微纳加工仪。
样品堆积密度:SK-1003型自然堆积密度仪。
组成分析:Thermo Fisher Scientific公司的Nicolet5700红外分析仪。
热稳定性分析:TA-Q500 TGA。
2.1 流动性分析2.1.1 超细粉体添加量70℃条件下,在不同乙烯含量的高抗冲聚丙烯体系中分别混合0.1%、0.5%和1.0%的二氧化硅SP1。
测定颗粒相应的落下时间,超细粉体的混合比例及乙烯含量对落下时间及静电量的影响如图1所示。
可见,与未添加任何超细粉体的情况相比,加入SP1后颗粒的带电量和落下时间均增大,体系流动性下降。
加入相同比例SP1,随着乙烯含量的增加,单位质量样品的带电量减少,但落下时间延长,表明乙烯含量是影响落下时间的主要因素。
对于同一种HIPP,随着加入SP1质量分数的增加,单位质量样品的带电量增加,落下时间相应延长,但其幅度不及电量的变化,体系流动性下降,说明带电量对落下时间具有一定的影响。
2.1.2 超细粉体改性方法图2探究了SP1的两种抗静电改性方法,即化学负载和物理吸附,及乙烯含量对落下时间的影响。
较未加入超细粉体的条件下,添加改性SP1后,样品的带电量及落下时间都有不同幅度的降低,体系流动性增强。
加入相同比例改性SP1后,随着乙烯含量的增加,单位质量样品的带电量减少,但落下时间延长,表明乙烯含量仍是影响落下时间主要因素。
对于同一种HIPP,加入化学负载的SP1,颗粒落下时间低于加入相同比例物理吸附SP1。
落下时间的减少实质上是源于带电量的降低,相应的落下时间会有所缩短,体系流动性则有所提高。
2.1.3 超细粉体种类图3探究了无机超细粉体种类,即球形二氧化硅(SP1)和层状水滑石(HT)及乙烯含量对落下时间的综合影响。
对于同一种HIPP,加入SP1后体系的静电量和落下时间均增加,流动性降低;而添加相同比例的HT后,体系的静电和落下时间反而下降,流动性提高。
这是由于SP1的堆密度远低于HT,相同质量条件下,SP1的个数远高于HT,其相互间的碰撞概率增加,造成静电增加,相应的落下时间也增加,流动性减弱。
可见,超细粉体种类对落下时间的影响,其本质是对静电的影响。
加入同类超细粉体,随着乙烯含量的增加,单位质量样品的静电减少,但落下时间延长,表明乙烯含量依旧是影响落下时间的主要因素。
2.2 静电分析绝缘体由于摩擦等原因带上电荷后,由于电荷不能任意流动,各点的电位不相等,因此不能简单地采用接触式或非接触式仪表直接测量带电量,必须利用静电感应原理,借助法拉第筒来测出绝缘体上的全电荷量。
通过对静电的影响因素进行剖析,以利于有针对性地采取静电防护措施,提高体系的流动性。
2.2.1 超细粉体改性方法图4探究了超细粉体SP1的改性方法对体系静电的影响。
分析发现,在2号HIPP样品中加入KH540改性的SP1,化学负载的静电防护效果明显优于物理吸附。
主要原因在于化学键较分子间作用力是更强的结合力,不容易受摩擦等因素影响造成抗静电剂脱落,因此通过化学改性负载的抗静电剂更稳定,效果也更佳。
2.2.2 抗静电剂种类同样在2号高抗冲聚丙烯样品中分别添加以SP1为载体,负载有不同抗静电剂的改性微球,混合比例分别为0.1%、0.5%和1.0%,电量测试结果如图5所示。