ABS对β-iPP晶成长及其复合材料的力学性能

采用熔融挤出法制备了一系列不同ABS含量的ABS/iPP复合材料。研究了该复合材料的结晶性能和力学性能。广角X射线衍射扫描结果表明,ABS诱导iPP在β(300)面结晶,在ABS含量为5%(质量分数)时,复合材料β晶的相对含量为0.45;DSC结果表明,ABS的加入能提高复合材料的结晶温度和结晶速率;偏光显微镜观察结果表明,在iPP中加入ABS后,iPP在ABS表面附着生成β球晶。ABS的加入能在一定程度上提高iPP的机械性能,在ABS含量为5%(质量分数)时,复合材料的抗冲击强度提高了16%,热变形温度提高了5℃。综上所述,ABS可以作为iPP的大分子β成核剂,促进β-iPP晶的成长。     

稀土β成核剂改性纳米CaCO_3/PP复合材料的研究

讨论了稀土β成核剂(WBGⅡ)对纳米CaCO_3/PP复合材料力学性能的影响,并借助WAXD、DSC及PLM研究了PP、纳米CaCO_3/PP和WBGⅡ/纳米CaCO_3/PP复合材料的结晶行为及晶体形态.结果表明:加入少量WBGⅡ后,聚丙烯基复合材料的晶型和球晶形态发生明显变化,同时纳米CaCO_3/PP复合材料的冲击强度和综合力学性能均显著提高.     

稀土β晶型成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了稀土类β晶成核剂(WBG)在不同添加量下,对聚丙烯(PP)力学性能以及热性能的影响.利用差示扫描量热(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)等测试方法对其成核效果进行了评价.结果表明,随着成核剂用量的增加,β晶相对含量随之单调增加,体系的冲击强度也随之提高;添加量为0.1%时,β晶相对含量＞90%,诱导生成的β晶PP(β-PP)的冲击强度达到最大值,比纯PP(α-PP)提高了近2倍;当成核剂用量＞0.1%时,虽然体系中β晶相对含量保持稳定值,但热变形温度随着成核剂浓度的增加而持续逐渐增大.同时,经历多次热处理后,β晶的相对含量基本保持不变,显示出该成核剂具有良好的加工稳定性.     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

β-成核剂对废旧聚丙烯/无机填料复合材料的 结晶性能影响研究

随着聚丙烯(PP)在包装领域的广泛使用,废旧聚丙烯(RPP)的产生量逐年递增。使用取代芳酰胺型β-成核剂(TMB-5)成核RPP/无机填料复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射法(WAXD)对比研究TMB-5对不同RPP/无机填料复合材料结晶行为和熔融特性的影响。研究结果表明:实验选用的工业级无机填料并未明显影响RPP的结晶行为和结晶晶型,而TMB-5不仅显著提高了RPP/无机填料复合材料的结晶温度,而且诱导形成大量β-晶。通过制备高β-晶含量的RPP/无机填料复合材料,能够实现无机填料增强和β-晶增韧作用的协同化,最终获得力学性能达到PP新料水平的填充RPP复合材料。     

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。     

羧酸盐类β晶成核剂与α晶成核剂的复合体系对等规聚丙烯成核结晶行为的影响

采用差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)以及力学性能分析等方式考察了两种α晶成核剂和一种羧酸盐类β晶成核剂复合后对等规聚丙烯(iPP)的结晶性能、晶型结构以及力学性能的影响。结果表明,α/β复合成核剂对聚丙烯的结晶峰值温度、晶型结构以及力学性能的影响都与复合体系中结晶峰值温度较高的单一成核剂相似,说明在α/β复合成核剂体系中,两种成核剂竞争成核,结晶峰值温度较高的成核剂在结晶过程中起主导地位,而结晶峰值温度较低的成核剂成核作用较小。     

小本体聚丙烯的透明改性研究

以小本体聚丙烯为原料,通过添加成核剂和相对分子质量调节剂,制备了具有良好透明性能和力学性能的小本体聚丙烯.探讨了成核剂的含量、相对分子质量调节剂种类等因素对结晶和透明性的影响.结果显示成核剂和相对分子量调节剂共同作用,不仅能有效地提高小本体PP的透明性,而且能有效地改善小本体PP的综合力学性能;通过XRD谱图分析表明成核剂的加入能有效地提高小本体PP的结晶度,降低体系β晶型的含量.     

液晶聚合物β成核剂/等规聚丙烯的等温结晶动力学和熔融行为

将主链型液晶聚酯(PBDPS)大分子β成核剂与等规聚丙烯(i PP)熔融共混,得到不同添加量的i PP/PBDPS样品。利用差示扫描量热分析、X射线衍射、偏光显微镜等研究了i PP和PBDPS共混物的等温结晶动力学、结晶熔融行为、晶型结构和结晶形态。结果表明,i PP和i PP/PBDPS共混物的等温结晶动力学适用于Avrami方程,Avrami指数(n)从2. 62～2. 81变为2. 60～3. 25,晶体的生长方式为二维生长与三维生长并存。PBDPS起到异相成核作用,i PP结晶速率常数(K)随着PBDPS的添加而增大,半结晶时间(t1/2)随之缩短。使用Arrhenius方程计算了等温结晶活化能,并通过HoffmanWeeks外推法得到了i PP/PBDPS中α、β晶的平衡熔点。液晶高分子PBDPS能有效诱导i PP形成β晶型,β晶含量随着PBDPS添加量与结晶温度的提升而增大,当PBDPS质量分数为4%,结晶温度为130℃时,β晶含量高达92. 5%。     

有机磷酸酯盐与羧酸盐复配成核剂对等规聚丙烯性能的影响

以2,2'-亚甲基-双-（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠 （NA-11）和双环[2,2,1]-庚烷-2,3-二羧酸钠 （NA-CA）2种成核剂进行复配,研究复配成核剂对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶行为的影响。采用双螺杆挤出机为共混设备将成核剂与iPP共混,制备了NA-11/NA-CA/iPP复合材料。通过万能材料实验机、XRD、DSC、偏光显微镜（PLM）对其力学性能、结晶形态、微观结构进行了表征。结果表明:NA-11和NA-CA 2种成核剂复配能够显著提高iPP的拉伸性能和弯曲性能。NA-11和NA-CA复配成核剂诱导iPP形成α晶体。2种成核剂1∶1复配,添加量为0.4wt%时,iPP的结晶峰温度提高了20.3 ℃,结晶度提高了8.8%。PLM显示,NA-11和NA-CA复配成核剂使iPP球晶尺寸明显变小。NA-11和NA-CA复配成核剂具有很好的成核效果,这2种成核剂对改善聚丙烯的结晶性能和力学性能具有协同效应。      

α和β-成核作用硅灰石对聚丙烯结晶行为的共同作用

α/β复合成核剂改性聚丙烯(PP)已有研究,但α和β-成核作用无机粒子填充PP的结晶行为有待探索。文中通过制备α和β-成核作用硅灰石填充PP复合材料,考察了硅灰石所具有α和β-成核作用和成核效率对PP结晶行为、熔融特性和β-晶含量的影响及规律。结果表明,当2种硅灰石成核效率相差较大时,具有较高成核效率的硅灰石在PP成核结晶过程中发挥主导作用;而当2种硅灰石成核效率相近时,α和β-成核作用硅灰石之间存在竞争成核作用,最终形成β-晶含量由两者的质量比决定。     

酸刻蚀玻璃纤维增强等规聚丙烯(iPP) 复合材料的界面结晶形态

将在稀酸溶液中刻蚀不同时间的玻璃纤维(GF)添加到等规聚丙烯(iPP)基体中制得GF/iPP复合材料。通过偏光显微镜研究了刻蚀不同时间的GF对界面结晶形态的影响。结果表明, 在刻蚀4 h的GF增强iPP复合材料中, GF表面在结晶初期诱导iPP基体生成独特的环带状晶核, 并在此晶核上可以进一步诱导生成β横晶。此外, 该复合材料在142 ℃等温结晶的结果进一步说明了刻蚀4 h的GF对基体的异相成核作用具有二元性, 即同时具有β成核和α成核的能力。      

拉伸速率对β-iPP薄膜微观结构和力学性能的影响

通过熔体挤出-拉伸法制备了一系列稀土类β成核剂改性等规聚丙烯(iPP)薄膜。考察了拉伸速率对β-iPP薄膜微观结构和力学性能的影响。结果表明,所有β-iPP薄膜中α晶和β晶均发生支化现象,并且β晶支化随着拉伸速率的增加而受到抑制,而α晶支化没有发生明显变化;β-iPP薄膜的分子链和片晶的取向度随着拉伸速率增加而增大,而β晶含量及其结晶度呈现相反的趋势。另外,拉伸测试结果表明,当拉伸速率为30cm/min,β-iPP薄膜的拉伸强度和韧性达到最大值。     

熔融温度对β-iPP的结晶行为和晶体形貌的影响

通过差示扫描量热仪和偏光显微镜研究了稀土β成核剂-WBGⅡ对聚丙烯结晶行为和晶体形貌的影响,结果表明,短棒状成核剂WBGⅡ侧表面具有β成核剂作用,由于WBGⅡ的溶解性与成核能力相关,随着熔融温度(Tmelt)逐次升高,同一样品结晶形成的聚集态结构不同,Tmelt低于230℃时,形成的是针状晶体;Tmelt高于230℃形成花状晶体;随Tmelt不同,在230℃结晶峰的半高宽ΔW、结晶峰的初始斜率Si均发生突变,β晶型相对含量也明显提高。     

庚二酸／硬脂酸钙双组分成核剂对β晶型等规聚丙烯生成的影响

研究了在120 ℃等温结晶30 min的条件下,庚二酸/硬脂酸钙组成比对等规聚丙烯中β晶型含量的影响,发现在0.15%(质量分数)庚二酸用量下,随着硬脂酸钙用量的增加,β晶型含量不断增大,硬脂酸钙用量在0.35%(质量分数)以上时,才能生成较高纯度的β晶型聚丙烯,说明iPP和双组分成核剂熔体混合时,庚二酸和硬脂酸钙可能"就地"发生化学反应,生成高效β晶型成核剂--庚二酸钙.还研究了在0.15%庚二酸/0.5%硬脂酸钙固定组成比下,等温结晶温度(100 ℃～140 ℃)对iPP中β晶型含量的影响,发现在130 ℃～140 ℃之间发生β→α晶型转变.     

分子筛对聚丙烯/成核剂体系结晶行为的影响

考察了不同的分子筛对PP/成核剂体系的结晶诱导作用,并通过XRD、DSC和PM对其结晶形态和晶体结构进行了表征,结果表明,在添加相同百分含量的情况下,A型分子筛能有效地促进β-PP的生成,促使β晶型的相对百分含量提高,而且大大提高PP的结晶温度;而添加MCM-41和10X型分子筛时,β晶型的相对百分含量明显下降,晶粒尺寸却得到细化,晶核数目也明显增多;13X由于表面负载不同的阳离子表现出与10X不同的成核活性.     

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

N,N′-二苯基丁二酰胺诱导生成β晶型等规聚丙烯

研究了酰胺化合物——N,N′-二苯基丁二酰胺(DPS)的用量和结晶温度对聚丙烯中β晶型含量和结晶度的影响。发现DPS是聚丙烯的高效β成核剂,随着DPS含量的增加,聚丙烯中β晶型含量不断增多。等温结晶试验表明,添加0.2%DPS的聚丙烯样品在结晶温度为120℃时生成最大含量β晶型,此时β晶型的相对含量达到89.06%。     

聚丙烯/镁盐晶须复合材料的形态结构与性能研究

采用哈克单螺杆挤出机制备了聚丙烯/镁盐晶须复合材料,着重研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对复合材料的晶体结构与球晶形态、结晶和熔融行为、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明镁盐晶须具有明显的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度大幅度提高,球晶尺寸细化。增容剂的加入改善了树脂与晶须的界面性能,界面粘结作用明显增强,提高了拉伸强度和冲击性能,并进一步提高了结晶温度和晶须的成核能力,但降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成。     

稀土β成核剂含量对PPR性能与结晶行为的影响

选用新型稀土β成核剂(WBGⅡ)对无规共聚聚丙烯(PPR)进行改性。借助广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)研究了稀土β成核剂诱导无规共聚聚丙烯的结晶行为及晶体形态;并研究了WBGⅡ对PPR力学性能和热变形温度(HDT)的影响。结果表明,加入少量WBGⅡ后,PPR的晶型和结晶形态均发生变化;非等温结晶过程的结晶温度(Tc)从95.8℃提高到102.1℃;PPR的冲击强度提高24%,拉伸和弯曲性能却略有下降;热变形温度提高20℃。