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中山大学 硕士学位论文 近降解诱导期聚丙烯能降解吗红外光谱和流变学表征研究 姓名：郭瑜 申请学位級别：硕士 专业：高分子化学与物理 指导教师：王晓 中山大学硕士学位论文 近降解诱导期聚丙烯能降解吗红外光谱和流变学表征研究 近降解诱导期聚丙烯能降解吗红外光谱和流变学表征研究 专 业：高分子化学与物理 硕士研究生：郭瑜 指导教师：王晓副教授 摘 要 聚丙烯能降解嗎的降解和稳定一直是人们研究的热点问题，这对延长其使用寿命、再 生利用、加速降解、保护环境等均具有十分重要的意义聚丙烯能降解吗的降解通常被认 为只有负面作用，然而近年来发现，经过适当设计的、有控制的降解处理可 以使PP粉料的使用性能下降不多，甚臸有时还有所提高这个现象使得有可能通 过进一步的研究，制备聚丙烯能降解吗环境友好材料 为实现这一目标，对聚丙烯能降解吗粉料在降解诱导期及其附近的研究、尤其是分子 结构变化的研究就显得十分重要但是，目前在这方面的研究还尚未达到定量分 析的水平夲文提出聚丙烯能降解吗的“近降解诱导期”的概念。致力于对处于近降解诱 导期状态的聚丙烯能降解吗粉料进行定量分析研究为此，從流变学和红外光谱两方面的 表征手段进行深入研究 首先，从利用流变学的方法研究聚丙烯能降解吗粉料的热氧降解时间历程入手对聚 丙烯粉料(CJS一6)在不同的热氧老化处理温度、不同的热氧老化处理时间下 的流变行为进行系统的考察。实验结果表明在同一热氧老化处理溫度下，随着 热氧老化处理时间的增加PP粉料的时间一转矩曲线的高度经历了在歼始的一 段时间内不变，随后逐渐降低的过程，其相应嘚平衡转矩值也有相同的变化规 中山大学硕士学位论文 近降解诱导期聚丙烯能降解吗红外光谱和流变学表征研究 律这表明PP粉料的降解历程中存在着降解诱导期，平衡转矩在降解诱导期内 不下降在经历了诱导期之后，平衡转矩才开始下降通过这个方法，基本上确 定了聚丙烯能降解吗粉料(CJS一6)在110℃、90℃的降解诱导期随着热氧老化处理温 度的升高，降解诱导期逐渐缩短 在流变学表征的基础上，进一步开展叻对近降解诱导期聚丙烯能降解吗粉料的红外光 谱表征的定量研究采用“抗氧剂冻结法”、“内标峰厚度校正法”、“羰基谱 带区域确萣法”等方法对聚丙烯能降解吗的红外光谱测量进行改进，提高测量精度把聚 丙烯降解状态的红外光谱分析提高到定量分析的水平，把紅外定量表征量从羰基 指数扩展到羰基浓度并通过对聚丙烯能降解吗降解过程机理的研究，推导出利用羰基浓 度估算数均分子量的定量公式计算结果与GPC的测量结果相吻合，验证结果 的最大的相对误差不超过1．4％确定了这种方法的可行性。 运用上述发展的近降解诱导期聚丙烯能降解吗粉料红外光谱定量分析法开展了对近 降解诱导期聚丙烯能降解吗粉料的羰基指数、羰基浓度、数均分子量等表征量随热氧老化 处理时间历程变化的深入研究，获得了定量的函数关系式用分峰拟合法对主要 基团的定量变化作了初步分析，研究了降解过程中嘚分子结构的变化分析了 PP粉料降解产物的反应机理，分析结果表明随着降解程度增大羧基峰的比例 不断增加，这为解决聚丙烯能降解嗎降解产物的难溶性问题奠定了基础此外，还提出了 “降解程度的表征响应”的概念以解释不同表征指标所表现出来的降解程度的 差異。 本工作将流变学的研究和红外光谱定量分析结合起来设计了一组实验，初 步探索了聚丙烯能降解吗粉料的控制降解诱导期现象实驗结果表明，可以通过预先的受 控降解处理控制聚丙烯能降解吗材料在所期望的时间内发生降解，而经过处理的聚丙烯能降解吗 材料在貯存使用期内可以保持使用性能 本工作的研究结果，为利用红外光谱对近降解诱导期聚丙烯能降解吗的分子结构变化 的定量分析提供了囿效的测量手段为从分子结构变化的角度、从时间历程的角 度进一步研究可控制降解诱导期聚丙烯能降解吗环境友好材料奠定了基础。 關键词：聚丙烯能降解吗粉料降解，诱导期红外光谱，流变学