新型α和β成核剂对PP结晶和力学性能的影响

在聚丙烯(PP)中加入两种新型成核剂:二苄叉山梨醇衍生物YS-688(α成核剂)和芳酰胺类化合物TMB-5(β成核剂),通过密炼–挤出的方法制备了PP/成核剂共混物材料。通过偏光显微镜、X射线衍射、差示扫描量热和力学性能测试研究了这两种成核剂对共混物结晶和力学性能的影响。结果表明,两种成核剂在适量时均能提高PP的结晶速率和结晶度,细化晶粒,且使晶体界面模糊,其中TMB-5具有较强的诱导PPβ晶成核的能力,当其质量分数为0.075%时,可使PP形成树枝状的β晶,而YS-688未改变PP的晶型,只生成了α晶。YS-688可提高共混物的拉伸强度,而TMB-5对共混物的拉伸强度影响很小;当两种成核剂质量分数均为0.075%时,共混物的韧性最好,相对于纯PP,PP/YS-688共混物的常温和–30℃缺口冲击强度分别提高了37.41%和12.76%,拉伸强度提高了11.11%;PP/TMB-5共混物的常温和–30℃缺口冲击强度分别提高了100%和55.41%。     

HYBRAR与α成核剂对PP性能的影响

将高性能热塑性弹性体苯乙烯、乙烯支化异戊二烯三嵌段共聚物（HYBRAR）及α成核剂与PP进行共混,并参照各测试标准制备试样。对共混物的力学性能及热稳定性进行了表征。研究结果表明,HYBRAR的加入使共混物的冲击强度和断裂伸长率显著提高,而拉伸强度降低,α成核剂的加入使得PP及PP／HYBRAR共混物的冲击强度和拉伸强度升高;α成核剂提高了共混物的热稳定性,而HYBRAR降低其热稳定性。     

α和β成核剂改性聚丙烯的研究

研究了α和β成核剂对聚丙烯(PP)的热变形温度及其力学性能的影响,并用DSC和广角X射线衍射仪对其进行了表征。结果表明,β成核剂较α成核剂更有利于提高PP的热变形温度。此外,α成核剂使PP的刚性增强,表现在其弯曲强度、弯曲模量和硬度等的提高;β成核剂在PP的增韧方面有突出的效果,使PP的缺口冲击强度和断裂伸长率等显著提高。     

成核剂对增韧聚丙烯力学性能和结晶行为的影响

研究了成核剂对ＰＰ／ＰＯＥ共混物的力学性能和结晶行为的影响。加入成核剂提高了共混物的冲击强度和弯曲模量,使ＰＰ／ＰＯＥ共混物的刚性韧性得到了很好的平衡,同时,成核剂提高了ＰＰ／ＰＯＥ共混物的结晶速率和结晶温度,减小了球晶的尺寸,有利于力学性能的提高和缩短加工时间。     

α、β成核剂复配对聚丙烯性能的影响

对5种α成核剂以及稀土β成核剂的成核能力进行了评价，考察了单独添加α、β成核剂聚丙烯（PP）性能的差异，详细讨论了α、β成核剂复配对PP微观结构、力学性能及熔融行为的影响。结果表明，添加α、β复配成核剂PP的性能与复配成核剂中α成核剂诱导α晶型的成核能力密切相关，随着α成核剂成核能力的减弱，复配成核PP冲击强度和断裂伸长率提高，弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度减小。差示扫描量热（DSC）分析显示，随着α成核剂诱导α晶型成核能力的减弱，β晶熔融峰强度增加。在不提高总结晶度的情况下，添加α成核剂改善PP刚性以及添加β成核剂改善PP韧性的协同效应没有出现。     

成核剂提高PP/POE/碳酸钙复合材料力学性能与耐热性能的研究

研究了α晶型成核剂和β晶型成核剂对聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/CaCO3复合材料力学性能与热变形温度的影响,并考察了丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂作为特殊的β成核剂改性复合材料的效果。结果表明,α成核剂提高PP/POE/CaCO3复合材料的刚性;β成核剂增加复合材料的韧性;α成核剂与β成核剂的加入,均提高复合材料的热变形温度;AS树脂做特殊β成核剂能同时提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和热变形温度。     

α和β成核剂对高流动性聚丙烯性能的影响

分析了α和β成核剂对高流动性聚丙烯(PP)的力学、结晶和耐热性能的影响.结果表明,α成核剂使高流动性PP的刚性增加,当其用量为0.3份时,PP的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、结晶和耐热性能达到最佳,与国外同类材料B#的性能相当;β成核剂能有效地改善高流动性PP的韧性,当其用量为0.3份时,PP的冲击强度达到最大;在相同用量下,α成核剂对高流动性PP结晶和耐热性能的改善效果要优于β成核剂.     

β晶型成核剂对聚丙烯力学性能的影响

研究了β晶型成核剂的加入对聚丙烯拉伸性能、冲击强度和弯曲强度的影响。结果表明,随着β成核剂的加入,由于拉伸屈服后产生"变形硬化"现象,材料的拉伸屈服强度有所降低;β晶型成核剂的加入显著地提高了聚丙烯的冲击强度,提高幅度最大为2.94倍;β晶型成核剂A改性效果好于成核剂B,最佳添加量为0.05%;β晶型成核剂的加入使材料的弯曲模量产生一定程度的下降。     

β-成核废旧聚丙烯/聚丙烯共混物的制备和性能研究

采用稀土β-成核剂WBGⅡ制备β-成核废旧聚丙烯/聚丙烯共混物(RPP/PP),借助差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、力学性能测试和SEM系统研究WBGⅡ对RPP/PP共混物结晶形态、β-晶含量、力学性能和冲击断面的影响。结果表明,WBGⅡ可以诱导β-晶的形成,随着WBGⅡ用量的增加,RPP/PP共混物中β-晶含量逐渐降低。β-晶虽能显著提高RPP/PP共混物的冲击韧性,但会引起拉伸模量和弯曲模量的轻微下降。当WBGⅡ含量为0.1%时,β-成核RPP/PP共混物具有最佳的综合力学性能。     

β成核剂对抗冲聚丙烯共聚物的结晶和力学性能研究

分别用α晶型成核剂和β晶型成核剂对抗冲聚丙烯共聚物（iPP）的结晶和力学性能进行研究,并用偏光显微镜（POM）、广角X射线衍射仪（WAXD）和差示扫描量热仪（DSC）对其进行了详细的表征。结果表明,α和β成核剂使iPP的起始结晶温度（ton）提高15.3℃和12.7℃,结晶峰温度（tp）提高17℃和13.7℃,结晶速率加快。两种成核剂都能使球晶细化,使结晶更加均匀化、规整化,从而使结晶度增加。α成核剂（TMA-3）使iPP的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率分别提高到23.43MPa、22.27kJ/m2和788%;β成核剂因主要是改变球晶的形态,形成与α球晶完全不同的β晶型,使iPP的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率的提高比α成核剂显著,分别达到24MPa、32.81kJ/m2和861%。     

基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响

将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7 %,弯曲模量提升了21.8 %,冲击强度提升了108.2 %。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4 %（质量分数,下同）时基本不变,此时冲击强度提升了175.3 %,弯曲模量提升了15.0 %,拉伸强度提升了6.5 %。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。     

增韧剂及成核剂对PP–R复合材料性能的影响

采用注射成型法制备无规共聚聚丙烯(PP–R)复合材料,结合差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及偏光显微镜等技术,分析了乙烯–辛烯共聚物+高密度聚乙烯增韧剂及WBGⅡ型β成核剂对PP–R复合材料力学性能和结晶行为的影响。结果表明,增韧剂与成核剂对复合材料的综合性能有明显的影响,β成核剂和增韧剂同时加入到PP–R材料中,协效提高了复合材料的冲击强度,为78.7 k J/m~2,与纯PP–R材料比较提高了175%,而对拉伸及弯曲强度影响较小。同时,加入增韧剂及成核剂均能诱导α晶向β晶转变,晶粒细化,进而改善其冲击韧性。     

Study on Mechanical Properties and Crystallization Behavior of Polypropylene and Its Blends Modified by β Crystalline Form Nucleating Agent

The influence of β crystalline form nucleating agent (β nucleator) on the mechanical properties of homo-polymerized polypropylene (PPH), random-copolymerized polypropylene (PPR), block-copolymerized polypropylene (PPB), and PPH/PPR/PPB blends was studied. Polarized optical microscopy (POM), differential scanning calorimetry (DSC), and wide angle X-ray diffraction (WAXD) were used to characterize the crystalline morphology and behavior. The results indicated that α crystalline form of polypropylene (PP) had transformed to β crystalline form by adding 0.5% β nucleator; in the meantime, the toughness of PP and its blends was enhanced. That is, 0.5% β nucleator helped to improve the notched impact strength of PPH, PPR, and PPH/PPR/PPB blends by 130%, 40%, and 40%, respectively, without losing the tensile strength and flexural strength.     

α成核剂和β成核剂对高流动性聚丙烯结晶行为的影响

研究了α成核剂和β成核剂对高流动性聚丙烯(PP)结晶行为的影响,采用偏光显微镜、差示扫描量热法和广角X衍射对其微观结构和结晶形态进行了表征。结果表明:α成核剂的加入细化球晶而不改变结晶形态;β成核剂的加入改变球晶的形态,使部分α晶型向β晶型转变;两种成核剂的加入使高流动性PP的结晶速率加快结、晶过程的成核方式和生长机理发生改变,结晶活化能降低。     

成核剂对增韧聚丙烯力学性能的影响

主要研究成核剂种类及用量对乙烯－辛烯共聚物（POE）增韧聚丙烯（PP）力学性能的影响。研究表明：随着成核剂NA1的加入,PP／POE共混物的透明性、冲击强度、弯曲强度、拉伸屈服强度均明显提高,研制的改性PP的透明性、韧性和刚性得到了平衡。     

酰胺类β成核剂对PP R非等温结晶动力学影响

研究了酰胺类β晶型成核剂对无规共聚聚丙烯(PP R)非等温结晶动力学的影响。结果表明,β成核剂提高了PP R的结晶峰温。在相同的冷却速率下,β成核剂改性PP R体系的Zc比纯PP R小,半结晶时间t1/2比纯PP R长;达到相同结晶度时,β成核剂改性PP R体系所需的冷却速率大于纯PP R,这说明β成核剂的加入降低了PP R的结晶速率。莫法可以很好地表征PP R及β成核剂改性PP R体系的非等温结晶行为。     

乙烯基硅烷/苯乙烯接枝聚丙烯的结晶和力学性能

研究了乙烯基硅烷（VS）和苯乙烯（St）双单体接枝聚丙烯（PP-g-VS/St）的结晶性能和力学性能。结果表明,长支链的引入使PP-g-VS/St的结晶峰值温度和熔融峰值温度相对于线形等规聚丙烯（iPP）分别提高了10、2 ℃,且球晶得到了细化; PP-g-VS/St在10 ℃/min的降温速率下结晶产生的晶型为α晶型与少量γ晶型的混合物;在注塑条件下结晶产生的晶型为α晶型与β晶型的混合物; 利用莫志深法研究PP-g-VS/St的非等温结晶动力学过程发现,在结晶的早期和后期,长支链对PP-g-VS/St的结晶分别起到了加速成核和阻碍生长两种相反的作用;相对于iPP,PP-g-VS/St的拉伸强度、弯曲模量和冲击强度分别提高了29 %、40 %和453 %。     

有机磷酸盐成核剂粒径对PP性能的影响

通过调控反溶剂法中的转速、反溶剂与溶剂配比、溶液浓度等条件制备了不同粒径的2,2’–亚甲基双(4,6–二叔丁基苯基)磷酸钠(NA–40)成核剂,考察了NA–40粒径对等规聚丙烯(i PP)力学性能的影响,并利用差示扫描量热(DSC)仪研究了NA–40粒径对i PP结晶性能的影响。结果表明,随着NA–40粒径的增加,NA–40对i PP力学性能的改善作用变弱。NA–40平均粒径为(17.7±2.2)μm时,i PP/NA–40–1的弯曲弹性模量、弯曲强度和拉伸强度与纯i PP相比,分别提高了44.5%,20.5%和8.3%,相应的缺口冲击强度有所降低;当NA–40平均粒径为(52.6±1.1)μm时,i PP/NA–40–4的弯曲弹性模量、弯曲强度和拉伸强度的增幅分别降至16.8%,2.3%和6.4%。在较低的降温速率下,NA–40粒径对结晶峰值温度(Tc)的影响不明显,提高降温速率对Tc的影响开始显现。用扫描电子显微镜观察NA–40形貌发现,NA–40呈棒状,加工过程影响NA–40粒径,但对NA–40形貌没有影响。利用偏光显微镜观察NA–40在i PP熔体中的分散性,粒径较小的NA–40能够均匀分散在i PP熔体中,而粒径较大的分散性差,大大降低了NA–40的有效成核浓度,影响了NA–40对i PP力学性能及结晶性能的改善作用。     

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。     

β成核剂/无机粒子/PP复合材料的结晶行为与力学性能研究

用β成核剂WBG对聚丙烯(PP)进行改性,成核剂用量分别为0.1%和0.2%,并在加入0.1%β成核剂WBG的基础上分别添加4%纳米CaCO3和6%蒙脱土,采用X射线衍射和偏光显微镜对PP复合材料的微观结构进行表征,并测试其多种力学性能。结果表明:β成核剂WBG可以使PP所含的主要晶型由α晶型向β晶型转变,与纳米CaCO3并用有协同效应,使PP复合材料的韧性提高,但同时使拉伸强度、弯曲模量等力学性能降低。