聚丙烯在干热环境中温差老化与防老化规律研究

There are large differences in service life of polymer materials in accordance with the natural environment. Xinjiang is a typical arid climate zone, especially the seasonal temperature difference and the day & night temperature difference are larger in Xinjiang, furthermore UV intensity is inhomogeneity, these are different from other regions in China. This project uses different type homopolymerization and copolymerization PP ethylene products of PetroChina Dushanzi Petrochemical Company, and the relevance of the products' natural aging and UV artificial accelerated aging are object of our research, set up demonstration sites of five different climate regions for natural climate ageing test, the regions include Yuli County of Bayin Leningrad Oblast, Kashgar Tashikuergan, Wujiaqu 102 Tuan, Altay HaBaHeXian and Turpan Flaming Mountain, and design indoor evaluation device for ultraviolet aging and temperature aging, at the same time suitable for seasonal temperature difference and day & night temperature difference. Study the effects of seasonal temperature difference, day & night temperature difference, different at high altitude and the hot dust windy area environment on PP crystallinity and low temperature impact performance and aging behavior, finally establish evaluation system for indoor artificial accelerated aging of specific area, and reveals the principle of artificial accelerated aging and natural climate ageing, lay the foundation for aging and antiaging research of polymer materials in the dry environment.

高分子材料的使用寿命与所使用的自然环境不同，有较大的差异。新疆是典型的干热气候区域，特别是新疆季节温差和昼夜温差较大，紫外线强度不均一，有别于国内其它区域。为此，本项目以独山子石化公司乙烯厂生产的不同牌号均聚PP和共聚PP原料为自然暴露老化与紫外光人工加速老化的相关性研究对象，在南疆巴音格勒州尉犁县和喀什塔西库尔干、北疆五家渠市102团和阿勒泰哈巴河县、东疆吐鲁番火焰山乡建立五个不同气候区域的自然气候暴露老化试验示范点，并设计开发紫外光老化和温差老化同时作用的季节温差和昼夜温差室内评价装置。深度研究季节温差和昼夜温差、海拔高度不同、干热沙尘多风区域环境对PP结晶度、低温冲击性能和老化行为及规律，最终建立切合特殊区域的室内人工加速老化评价体系，并揭示人工加速光老化与自然气候暴露老化试验两者的老化规律，为干热环境下高分子材料老化与防老化研究奠定基础。

新疆是典型的干热气候区域，有别于国内其它区域。在此环境中使用的高分子材料老化较快、寿命较短。聚丙烯（PP）较不稳定的螺旋性构象以及结构中的叔碳原子对氧化较为敏感，从加工到使用过程中容易受热氧光作用发生氧化降解，其次低温耐冲击性能并不理想，这使PP的实际应用受到影响。为此，本项目以独山子石化公司生产的均聚拉丝级PP原料，室内用温差老化、紫外光340 nm和313 nm老化方法，室外在全球第2大干热试验站新疆吐鲁番自然环境试验研究中心，研究聚丙烯自然暴露老化与人工加速老化的相关性，确定了聚丙烯紫外灯人工加速老化试验条件。为企业快速检测推算高分子材料（特别是聚丙烯）制品的使用寿命和指导生产工艺、配方优化提供有效实验数据。.以热塑性弹性体SBS、聚乙烯、无机纳米材料为PP的低温抗冲击改性材料，并系统的研究了不同复合材料与PP共混改性后的力学性能、抗低温脆性、结晶性以及室内外抗温差老化性能。30%添加量的PP/SBS共混物试样的长效抗老化性能最好，在室内老化30天和户外老化90天的保持率为59.2%和84.5%。PP/ PE/nano-SiO2低温抗冲击性能最好，温度为-10℃时其冲击强度保持率由纯PP的20.2%提高到了59.3%；PP/ PE/nano-TiO2的抗紫外线老化性能最好，老化144h后断裂伸长率和冲击强度保持率分别提高到了43.9%和48.0%。为有效改善PP的低温脆性缺点和拓宽PP制品使用温度范围提供一定实验数据。.用高效超声波溶剂提取法，以多酚含量为基准，提取饮料厂废渣里石榴籽、葡萄籽、沙棘汁中的天然抗氧活性物质，作为PP抗氧化助剂，不仅提高了PP试样在热氧环境中的稳定性，延缓PP试样的氧化降解，还能丰富PP的抗氧剂种类。.研究成果已得到了国内及新疆高分子材料生产企业的认可和肯定，在各类学术刊物上发表论文10篇；培养了3名硕士研究生，6名本科生，在读硕士研究生5名。2015年和2017年培训新疆塑料企业技术人员和管理人员90多名。

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