论文部分内容阅读
聚全氟乙丙烯（FEP）是四氟乙烯（TFE）与六氟丙烯（HFP）的共聚物,被广泛应用于电线电缆、机械、化工、医疗等领域,具有战略意义。对于挤出级FEP,与国外产品相比,国内同类产品存在热稳定性能差、易出现熔体破裂、耐热应力开裂性能差等问题,这主要是由于共聚单体含量、端基稳定化处理、分子量及其分布、晶态结构存在差异所致。因此建立组成与端基表征方法、研究国内外相关产品的流变性能及其晶态结构对我国高性能FEP产品的生产具有重要的意义。本工作选用中国鲁西FEP-熔指21.5与日本大金FEP（NP 101）-熔指22为研究对象,研究的主要内容和结论如下:通过红外光谱法,建立标准样品构成红外分析工作曲线,根据980 cm-1的-CF3吸收峰及2380 cm-1的-CF2吸收峰定量分析FEP的共聚物组成,并定性分析FEP中是否含有不稳定性末端基。结果表明:大金FEP中HFP的质量百分比为12.54%,低于鲁西FEP中的17.18%;两者的红外谱图中均没有-OH和C=O的吸收峰,不稳定性端基-COOH均已经被稳定化处理。利用毛细管流变仪测定了FEP在一定剪切速率γ下的剪切应力τ、表观粘度η,计算出粘流活化能Eη、非牛顿指数n、剪切敏感性指数I,并讨论了各流变参数间的关系、不出现熔体破裂的临界加工条件。结果表明:两者均符合剪切变稀的规律,但鲁西FEP在高的γ下η急剧下降,出现大分子断裂;随温度T的升高,大金FEP的η下降的幅度略大于鲁西FEP,受温度影响较大;两者的Eη均随着γ的增大而减小,但大金FEP在高γ下仍有较好的切力敏感性;随温度的上升,两者的I均下降,但大金FEP具有较小的剪切敏感性,粘度更大;两者均属于典型的假塑性流体,但大金FEP的非牛顿性明显低于鲁西FEP,流动性更好;对于挤出成型,大金FEP不出现熔体破裂的临界加工条件为:T（380℃）、γ（300 s-1）,鲁西FEP则为:T（385℃）、γ（200 s-1）,大金FEP的加工性能更好。利用差示扫描量热法,由连续自成核退火热分级的DSC曲线获得FEP中片晶的分布情况;测得FEP的平衡熔点为567.6K,单位体积熔融热为10.29 J·cm-3;由Thomson-Gibbs方程计算得到不同熔点对应的片晶厚度。分析FEP的片晶分布及含量与耐热应力开裂性能间的关系,结果表明:国内外FEP相近熔点所代表的片晶厚度相近,在片晶厚度最大和最小的部分,大金FEP的片晶厚度均薄于鲁西FEP;在片晶厚度最大的部分,大金FEP的片晶占比不足鲁西FEP的1/2;大金FEP形成的片晶薄且片晶薄的占比多,使得链段长度一定的系带分子穿过片晶数量多,耐热应力开裂性能好。本文通过使国内外挤出级FEP的结构与性能建立关联,进而对比分析,为国内FEP的生产提供指导,以期国内FEP产品达到国际先进水平。