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成核剂对聚丙烯抗冲击性能的影响

采用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪等测定了β成核剂改性聚丙烯(PP)(β-PP)中β晶含量,研究了β晶含量与PP悬臂梁缺口冲击强度的关系、β成核剂的成核热稳定性及β成核剂对PP结晶速率的影响。结果表明:随着β成核剂用量的增加,PP的抗冲击性能提高,但其冲击强度与β晶含量不成正比;β晶含量与β-PP的结晶度达到平衡时,PP冲击强度最佳,当β成核剂质量分数为0.05%时,β-PP的冲击强度最高,达82.4 k J/m2,此时β晶含量为75.78%,β-PP结晶度为77.3%;加入β成核剂使PP的结晶速率降低,较快的降温速率会减少β晶的形成。     

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。     

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。     

纳米CaCO3改性β成核聚丙烯的研究

采用经铝钛复合偶联剂处理的纳米CaCO3粒子对β成核聚丙烯（β-PP）进行改性，研究了pPP／纳米CaCO3复合材料的力学性能。结果表明，添加纳米CaCO3能够提高β-PP的综合力学性能，在纳米CaCO3用量为4％（质量分数，下同）时，冲击强度比β-PP提高了33％，是纯PP的3倍；拉伸模量、弯曲模量分别比β-PP提高了10％和15％。X射线衍射和偏光显微镜对β-PP／纳米CaCO3复合材料的结晶结构表征表明，添加纳米CaCO3可以提高β-PP的β晶含量。降低晶粒尺寸，但不会改变β-PP的束状结晶结构形态；差示扫描量热分析表明，纳米CaCO3粒子的存在降低了β-PP的结晶温度和结晶速率。     

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。     

冷却速率对β成核剂改性PP结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪研究了冷却速率对β成核剂改性聚丙烯(PP)结晶行为的影响。冷却速率越慢,高温停留时间越长,则PP中β晶型含量越高,PP的冲击强度越高。冷却速率为5℃/min时,PP中β晶型质量分数达86.12%;冷却速率为20℃/min时,β晶型质量分数为72.04%;而当试样以极快速冷却时,β晶型含量为0。β晶型PP的结晶速率慢于α晶型PP,只有在较高的温度范围内等温结晶时,β晶型PP的结晶速率才快于α晶型PP。因此,一般加工工艺条件下β晶型含量较少。     

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%。     

振动塑化挤出对聚烯烃片材性能的影响

利用塑料电磁塑化挤出机挤出聚烯烃片材，系统研究了挤出机螺杆轴向振动对聚乙烯挤出制品结构与性能的影响。采用DSC对挤出试样的结晶结构及形态进行分析。结果表明，振动塑化挤出使聚合物挤出试样结晶度提高，结晶完善，晶片之间的连接分子数量增加，因而制品的力学性能有所提高，特别在横向上表现明显。在适当的振动条件下，高密度聚乙烯（HDPE）试样的横向拉伸强度和冲击强度分别从22．68MPa和12．7kJ／m^2提高到了25．55MPa和23．5kJ／m^2；而聚丙烯（PP）试样横向拉伸强度和冲击强度则分别提高了20％和64％。     

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 %。     

β晶型PP的结构与性能

采用差示扫描量热法、广角X射线衍射等表征了β晶型聚丙烯(β-PP)的结晶性能.β晶与α晶有不同的熔融温度,β晶的熔融峰在155℃附近,而α晶的熔融峰在165℃附近.从冲击试样的断面照片可明显看出:β-PP的冲击断面凹凸不平,说明其韧性较高,而α晶型PP的冲击断面相对平滑得多.     

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。     

差示扫描量热法研究温度与聚丙烯β晶的关系

探讨了使用差示扫描量热法研究温度与聚丙烯中β晶型含量的关系。结果表明:温度对于结晶的生成有着至关重要的影响,在较低的升温速率时有重结晶过程的存在。降温速率的大小、熔融保温温度、重结晶温度、样品的熔融结晶次数等都直接影响β晶的含量。     

β晶型成核剂对PP性能和结晶过程的影响

研究了β晶型成核剂及其含量对聚丙烯(PP)材料力学性能的影响,考察了不同注塑温度下材料的性能和结晶性能。添加成核剂后,PP晶型由α晶型转变为β晶型,材料韧性和耐热性大幅提高,加入质量分数为0.08%的成核剂使PP悬臂梁冲击强度提高了近6倍,热变形温度提高了10℃,材料性能和结晶过程强烈地依赖于加工条件,注塑温度仅改变40℃左右,材料简支梁冲击强度和β晶型含量却提高了2倍多。     

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.     

PP／庚二酸表面处理云母复合材料的力学性能和结晶行为

采用庚二酸表面处理云母填充改性PP，研究了复合材料的力学性能和结晶行为。结果表明，复合材料的拉伸强度和弯曲模量均随云母质量分数的增加而增加，特别是冲击性能得到了明显的提高，当处理过的云母含量为5％（质量分数，下同）时，复合材料的缺口冲击强度达到了32．43kJ／m^2，是纯PP的5．96倍。广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜的分析结果都证明了庚二酸表面处理云母可以诱导产生大量β晶，这是复合材料冲击陛能改善的原因。     

成型方法对交联聚乙烯冲击性能与结构的影响

采用模压成型法和滚塑成型法制备了交联聚乙烯样品,研究了成型方法对样品不同温度时的落锤冲击强度以及厚度梯度方向的晶体尺寸、结晶度以及交联度等微观结构的影响。结果表明,测试温度由25℃降低到-40℃时,模压成型样品的落锤冲击强度由29J/mm提高到35J/mm,不同厚度梯度上的微观结构基本相同;滚塑成型样品的测试温度为25~-20℃时,落锤冲击强度约为29J/mm,测试温度为-30~-40℃时,落锤冲击强度为1J/mm,样品测试温度由-20℃降低到-30℃时发生韧性-脆性转变,除最内层(约0.2mm)样品,不同厚度梯度的微观结构基本相同,最内层样品的凝胶含量较低,结晶度和球晶尺寸较大,最内层制品的结构是影响低温落锤冲击性能的关键因素。     

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.     

新型聚丙烯β晶型成核剂的制备及应用

利用正硅酸乙酯、硬脂酸和邻苯二甲酸钙制备了新型成核剂SLG1和SLG2。利用热分析考察了成核剂的热稳定性,采用X射线衍射分析（XRD）和偏光显微镜（PLM）对其改性聚丙烯(PP)的晶体形态进行了表征,采用差示扫描量热法（DSC）研究了其结晶行为,并测试了PP的力学性能。结果表明,成核剂SLG1和SLG2能够诱导β-PP的生成,使PP的结晶温度明显提高,并且加快了PP的结晶速率,但是降低了结晶度。成核剂使PP的晶粒明显细化,球晶之间的界面模糊。在SLG1和SLG2含量分别为0.15 %和0.3 t%时,PP的冲击强度分别由9.43 kJ/m2提高到了26.82 kJ/m2和37.79 kJ/m2。     

汽车保险杠专用料β晶型聚丙烯的研制

向聚丙烯(PP)中加入0．1％的β晶型成核剂，经过双螺杆挤出机造粒，制得β晶型聚丙烯。结果表明：β晶型聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度可达38kJ／m^2，力学性能指标达到汽车保险杠的要求。并通过注射时加入碳酸钙刚性粒子增韧母粒的方法，解决了β晶型PP模塑收缩率大和表面漆膜附着性差的缺点。