β晶型聚丙烯的结构与性能

采用NT-A和NT-D成核剂制备了β晶型聚丙烯(β-PP),研究其熔融及结晶特性、结晶形态和力学性能.结果发现,NT-A和NT-D成核剂均使聚丙烯(PP)球晶细化,提高PP的拉伸强度、拉伸断裂应变和悬臂梁缺口冲击强度,但NT-D的β成核效果更好,其改性PP的β晶型质量分数可达80%～90%,悬臂梁缺口冲击强度是纯PP的3倍多.注射成型PP样条具有明显的皮芯层结构,纯PP样条的皮层和芯层仅含有α晶型.且结晶度差异不大;β-PP样条的皮层仅有α晶型,而芯层除α晶型外还有β晶型.     

WAXD和DSC法计算β-PP中β晶相对含量的对比研究

采用β成核剂对3种实验室自制的聚丙烯(PP)分别进行熔融共混制成含β晶的PP(β-PP)试样,并经相同的结晶条件对试样进行处理,分别用广角X射线衍射(WAXD)仪和差示扫描量热(DSC)仪计算试样中的β晶相对含量。利用分峰软件Peakfi t对WAXD衍射峰进行处理,根据α晶和β晶的衍射峰强度计算了β晶相对含量;利用TA Universal Analysis软件对DSC熔融曲线进行分析,根据α晶和β晶的熔融峰面积计算了β晶相对含量。计算结果显示,用WAXD法计算的3种β-PP的β晶相对含量分别为48%,43%和18%,而用DSC法计算的分别为27%,11%和5%。用WAXD法测试结晶度时,试样无需受热,而用DSC法时,β晶在加热过程中容易发生β–α转变,导致β晶数量减少、α晶数量增加从而引起计算的β晶相对含量较实际值偏低。     

β成核剂含量和退火处理对改性聚丙烯力学性能的影响

采用熔融挤出法制备了β成核剂改性聚丙烯（PP）。研究了成核剂含量和退火处理对β成核剂改性聚丙烯（β-PP）力学性能的影响,采用广角X射线衍射仪、扫描电子显微镜对β-PP的微观结构进行表征和分析。结果表明,β成核剂含量为0.05 %（质量分数,下同）时β-PP力学性能最佳,110 ℃下退火处理1 h能够进一步提高β-PP的改性效果;适宜的成核剂含量和退火处理对诱导PP基体β晶生成及结晶完整有利;退火处理的β-PP冲击断面存在明显塑性变形现象,呈韧性断裂特征。     

成型温度对β晶型聚丙烯冲击强度的影响

测定了两种含β晶聚丙烯（β-PP）在23、-20℃下的冲击强度，研究了β-PP的冲击强度随成型温度的变化规律。结果表明，随着成型温度的上升，pPP在23℃下的冲击强度降低。成型温度为80℃时，-20℃下两种β-PP的冲击强度均呈峰值，分别为3．8kJ／m^2和3．2kJ／m^2。差示扫描量热分析表明，随着成型温度的升高，β晶的含量先上升后下降，在100℃附近出现峰值，β晶含量为73％；β-PP的冲击强度随成型温度变化的趋势与-20℃下的一致，此条件下为5．0kJ／m^2。不同降温速率的非等温结晶实验结果表明，在降温速率为20℃／min即样品结晶温度为117℃左右时，样品中β晶含量最大（58．7％）。     

β成核剂对等规聚丙烯结晶性能的影响

研究硬脂酸盐作为β成核荆对聚丙烯结晶性能的影响.WAXD结果表明:硬脂酸盐能诱导聚丙烯生成β晶型,在添加量为0.3%时,β晶的相对含量达到最大为76.64%.DSC曲线表明:硬脂酸盐改性的聚丙烯在152℃出现β晶型的熔融吸热峰,其结晶起始温度和结晶峰温度均向高温移动,表明添加硬脂酸盐可诱导PP中α晶向β晶转变,具有明显的β成核作用.     

相对分子质量对β晶型等规聚丙烯性能的影响

利用熔体流动速率来反映等规聚丙烯(IPP)的相对分子质量,在添加自制β成核剂的条件下通过力学性能测试、差示扫描量热仪以及X射线衍射仪研究了相对分子质量对β晶型等规聚丙烯(β-PP)热行为、晶型组成和力学性能的影响。结果表明,加入β晶型成核剂后,IPP结晶温度、热变形温度均增加10℃左右,β晶型相对含量增加至60%～70%;相对分子质量较高的β-PP冲击强度提高一倍以上,相对分子质量较低的β-PP冲击性能改善有限;β-PP的弯曲模量和弯曲强度均下降,相对分子质量越低降低幅度越大。     

α-PP/β-PP层状交替复合物的结晶与熔融行为研究

通过微/纳共挤制备了α-PP/β-PP多层交替复合物,通过差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)分析其熔融与结晶行为。结果表明,相同含量、相同加工条件下,β成核剂的成核效率低于α成核剂;α-PP/β-PP多层交替复合物的半结晶时间(t1/2)介于单台单螺杆挤出机得到的α-PP与β-PP之间;相同螺杆转速、不同层数时,与纯PP相比,成核剂的加入可明显提高α-PP/β-PP复合物的结晶温度(Tc),同时Tc随层数增加而逐渐由比较明显的2个Tc演变成1个高温Tc,类似于α/β-PP共混物的结晶行为;随分层叠加单元个数增加,提供的剪切应力越大,越有利于β晶生成。     

分散大红HBWFL的晶型转移试验

分散大红HBWFL是一只具有多晶型的分散染料,分子结构为: 据有关资料报导,大致分为三种晶型:无定型、α型与β型。热差分析结果表明,无定型在70℃转变为α型有一放热结晶峰,α型在117℃拆散晶格有一吸热峰,在125℃左右转变为β型,而后在148℃熔融。因此,大红HBWFL     

不同晶型聚丙烯的光老化行为

采用熔融挤出法分别制备了α-成核聚丙烯(α-PP)和β-成核聚丙烯(β-PP),通过傅里叶变换红外光谱和立体显微镜研究了氙灯辐照对纯聚丙烯(PP)、α-PP和β-PP微观结构和表面形貌的影响。在相同老化条件下,α-PP最易老化,PP次之,β-PP最稳定;试样老化后表面裂纹形态不同,α-PP和PP表面呈破裂状无规排布的细长裂纹,而β-PP表面的裂纹呈圆弧状有规律的间隔排布。     

β-PP/PA 6合金的结晶与熔融行为

为了研究β-成核剂在合金中分散对聚丙烯（PP）成核效率的影响,采用2种方法制备了负载型β-成核剂成核PP（β-PP）／聚酰胺6（PA6）合金。用差示扫描量热仪和广角X射线衍射仪研究了不同制备方法及熔融温度对β-PP／PA6合金的结晶行为、熔融特性和β-PP含量的影响。结果表明：PP,PA6先熔融再降温至／90℃加入成核剂制备β-PP,PA6合金的β-PP含量高于先制备β-PP再与PA6混炼制备的合金。熔融温度高有利于β-PP／PA6合金中PP形成β-PP。     

β成核剂改性聚丙烯树脂的微观结构、结晶行为及力学性能研究

采用熔融共混法制备了取代芳酰胺类β晶成核剂TMB-4改性聚丙烯(PP),并利用XRD、DSC、POM及SEM对改性PP的力学性能、结晶行为及微观结构进行了研究。结果表明:添加TMB-4成核剂后,PP树脂的α晶型被诱导转变为β晶型,结晶峰温度提高了16.2℃,晶粒细化;改性PP的冲击强度提高了152%,从脆性断裂转变为韧性断裂。     

成型温度对β晶型聚丙烯冲击强度的影响

在两种不同等规聚丙烯中(iPP1,iPP2)加入0.1%的β-成核剂,通过测定其23℃=、-20℃下的冲击强度,研究β晶聚丙烯的韧性随成型温度的变化规律.高β晶含量的iPP的冲击强度比α-iPP明显提高.随着成型温度上升,高β晶含量的iPP在23℃下的冲击强度降低.而成型温度在80～100℃区间时,-20℃下的冲击强度呈峰值.差示扫描量热仪分析结果表明,随着成型温度的升高,iPP-B样品中β晶的相对含量先上升后下降,在100℃附近出现峰值,与-20℃冲击强度呈正相关性.     

β成核剂和PET纤维对PP力学性能的影响

为提升聚丙烯(PP)韧性同时保持较大的刚性,以PP为基体,通过添加β-成核剂、PET纤维以及PP-gMAH制备复合材料,并研究复合材料的晶型结构及力学性能。结果表明:PP主要形成α-晶,加入β-成核剂则主要形成β-晶,且具有较大的冲击强度。加入PET纤维,可提高PP和β-PP的拉伸性能,随着PET纤维的增加,复合材料的拉伸强度逐渐提高,但冲击强度和断裂伸长率明显下降。相对而言,β-PP复合材料的冲击强度是PP复合材料的2倍,同时能保持较大的拉伸强度和弹性模量。经PP-g-MAH增容,可同时提高PP和β-PP复合材料的拉伸强度和冲击强度。因此,可在PP中添加β-成核、PET纤维和PP-g-MAH制备高强高韧的复合材料。     

β-PP在国内典型气候条件下的自然老化行为研究

采用熔融挤出法制备了β晶犁聚丙烯(β-PP),将纯聚丙烯(PP)和β-PP在国内四个典型气候带进行自然老化试验,通过立体显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和广角X射线衍射仪研究了自然老化对材料表面形貌、微观结构和晶型的影响.结果表明:纯PP和β-PP在海南三亚市最易老化,新疆若羌县次之,西藏拉萨市和内蒙古海拉尔市作用效果相似...     

稀土类β晶型成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了稀土类β晶型成核剂(WBG)在不同添加量下对聚丙烯(PP)性能的影响,并采用偏光显微镜(PLM)、广角X射线衍射仪(WAXD)对β-PP的结晶形态进行了表征。结果表明,随着成核剂用量的增加,材料的韧性提高,拉伸强度降低,在成核剂含量为0.4%(质量分数)时冲击强度和硬度均达到最大值。缺口冲击断面形貌观察表明,在一定范围内,随着成核剂用量的增加,断裂面应力发白面积也相应增加,银纹带面积越来越大,进一步证明了稀土类β晶型成核剂的增韧作用。随着成核剂用量的增加,材料的加工流动性能降低。WAXD研究发现,成核剂加入后可大大提高PP中β晶型的含量。PLM分析表明,与α晶型PP的相比,β晶型PP的球晶尺寸大幅度减小,晶粒细化。     

β成核剂对红磷阻燃PP材料的影响

用微胶囊红磷、白度化红磷与聚烯烃高聚物制备阻燃材料,研究了β成核剂对阻燃材料性能的影响.结果表明,在高聚物中只添加少量的红磷阻燃剂就可以使材料具备良好的阻燃性能,从实验中发现这两种微胶囊红磷是高效的阻燃剂,但阻燃材料抗冲击性能明显降低,添加β晶型成核剂后,PP阻燃材料的缺口冲击强度得到明显提高.DSC曲线显示,加入β成核剂的材料出现了两个熔融峰,表明β晶型成核剂的加入诱导了部分α晶转变为β晶.     

β-PP的结晶和熔融行为

通过差示扫描量热法(DSC)研究了冷却速率、加热速率以及等温结晶温度和时间等参数对一种市售β-PP形成β晶相对含量的影响。在非等温结晶过程中,较慢的冷却速率有利于β晶的生成和完善;在加热过程中,由于β晶不稳定引起的β-α转变会影响DSC测试结果:升温速率越低,β-α转变越显著,但升温速率过快又会影响DSC的分辨率。研究结果表明:利用10℃/min的升温速率进行β晶相对含量的测试和计算较合理;在等温结晶过程中,β-PP的最佳等温结晶温度是130℃。在该温度下进行等温结晶,只需5 min即可使β-PP的β晶相对含量高达90%,若继续提高等温结晶时间,可以进一步提高β晶相对含量。     

注射工艺对稀土β成核剂改性PP力学性能影响

考察了工艺参数对稀土β成核剂改性聚丙烯(β-PP)力学性能的影响.当注射速率在20～80 mm/s变动时,β-PP冲击强度的最大值与最小值相比提高了12.2%,熔体温度在190～250℃、保压压力在20～50 MPa和保压时间在2～60 s变动时,冲击强度相对应的提高幅度分别为22.2%,31.8%和97.7%;同时对比了不同工艺条件对α-PP(未添加β成核剂聚丙烯)和β-PP冲击性能影响的差异.结果表明.β-PP对注射工艺条件的变化更敏感.     

β晶型成核剂对PP结晶行为的影响

制备了β晶型聚丙烯(β-PP),利用广角X射线衍射仪与偏光显微镜表征了球晶形态,研究了其非等温结晶行为,并用Jeziorny法、莫志深法和Kissinger法对所得数据进行处理。结果表明,添加β晶型成核剂后,PP由α晶型向β晶型转变,起始结晶温度明显提高,总结晶时间缩短,结晶活化能降低。β-PP的Avrami指数在1．69～1．89,小于PP,表明β晶型成核剂的加入改变了PP的成核机理及生长方式。     

PP基木塑复合材料的制备及性能研究

以PP为基体,采用热压成型方法制备木塑复合材料。通过X-ray衍射,SEM研究了木粉含量、偶联剂改性对复合材料结晶、流变、力学性能的影响。结果表明,木粉的加入会抑制β-PP晶型的生成,10份木粉可能有助于（040）晶面的生长。随着木粉含量的增加,复合材料的拉伸强度有所提高,而冲击性能明显降低。加入0.5份铝酸酯偶联剂时,α-PP的特征峰（130）,以及主要晶面（010）、（040）的衍射强度均有所增加,缺口冲击强度为6.25kJ/㎡,较WF30提高23.52%,SEM结果也显示出同样的趋势;同时,材料的加工性能也有所改善。