立构缺陷分布均匀性对等规聚丙烯/玻璃纤维复合材料结晶及形态的影响

利用具有不同立构缺陷分布均匀性的聚丙烯,制备了玻璃纤维/聚丙烯(简称玻纤/PP)复合材料,研究了玻纤含量和PP立构缺陷分布对复合材料的结晶动力学行为、结晶结构及聚集态结构的影响。结果表明,立构缺陷分布更不均匀的PP-A具有比PP-B拥有更高的结晶能力、结晶速率和更低的结晶活化能(ΔE)。玻纤的加入促进了PP的结晶,但在相同的玻纤加入量时,PP-A的结晶能力始终比PP-B更强,说明立构缺陷分布的均匀性比玻纤的加入对结晶影响更大;玻纤的加入更倾向于促进立构缺陷分布不均匀的PP-B形成β晶,且在相同条件下,在PP-B中的分散更加均匀。上述结果表明,在玻纤/PP复合材料的结构与性能设计中,PP立构缺陷分布的均匀性也是需要重视的重要因素。     

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.     

β-成核剂对聚丙烯/木粉复合材料结晶与力学性能的影响

通过挤出成型法制备聚丙烯/木粉复合材料(PP/WF),添加一种镧系稀土金属络合物(WBG)成核剂诱导PP/WF复合材料中等规聚丙烯(iPP)形成β晶型。以差示扫描量热和X射线衍射为表征方法,分析成核剂对PP/WF结晶行为的作用,进而研究其对力学性能的影响。结果表明,WBG成核剂能有效地诱导PP/WF产生β-iPP结晶,当WBG的添加量为m(WBG)/m(PP)=0.3/100时其产生的β晶相对含量达到78.75%,β-iPP的相对含量还与PP/WF的冷却速率密切相关;添加WBG提高了复合材料中iPP的结晶温度;WBG成核剂能显著改善复合材料的冲击韧性,但对弯曲和拉伸性能略有不利影响。     

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EI北大核心

研究了在120℃等温结晶30min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13晶型成核剂——庚二酸钙。还研究了在0．15％庚二酸／10．5％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。     

聚乳酸立构复合物的结晶行为

采用溶液成膜法制备了不同质量比的左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)形成的立构复合物(sc)。通过差示扫描量热仪、偏光显微镜和X射线衍射仪研究了不同配比、热历史和无机粒子对聚乳酸立构复合物及其结晶行为的影响规律。结果表明,质量比为5/5和6/4的样品能够形成立构复合程度较高的PLA-sc;热历史对结晶行为有较大的影响,处理温度为220℃左右时PLA-sc的进一步完善结晶或者快速熔融结晶都有利于PLA-sc的形成和热稳定性;2种成核剂在熔融结晶过程中都能有效地提高立构复合物的结晶能力,抑制左旋或右旋聚乳酸均聚物的形成,保证了完善的立构复合程度;此外,PLA-sc晶体形貌会随着左旋和右旋的配比而发生变化,立构复合物的存在很大程度上影响到了均聚物的球晶形貌和结晶行为。     

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。     

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。     

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。     

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。      

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。     

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。     

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。     

β-环糊精与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物对PBS结晶性的影响

与不同传统成核剂进行比较,研究了β-环糊精(β-CD)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)包合物存在时PBS的结晶行为。采用偏光显微镜观察了复合物球晶形态的变化,采用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射法(WAXD)研究了不同成核剂对PBS结晶性的影响,并且研究了成核剂改性后PBS复合物的力学性能和亲/疏水性。研究结果表明,β-CD与PBS包合物(PBSIC)与PBS复合后,球晶变化不明显,其球晶直径为150μm。PBSIC可以显著提高PBS的结晶能力,其结晶温度、结晶度较纯PBS分别提高3.86℃、6.45%,结晶速度明显增加,力学性能有所改善,并具有与传统聚酯类成核剂相当的成核能力。     

成核剂对聚左旋乳酸和聚右旋乳酸共混物结晶性能的调控

向聚左旋乳酸/聚右旋乳酸(PLLA/PDLA)共混物中添加成核剂苯基磷酸锌(TMC-210)来调控其结晶行为。采用差示扫描量热仪(DSC)和广角X-ray衍射仪系统表征不同结晶条件下成核剂对PLLA/PDLA共混物结晶行为的影响。结果表明:成核剂TMC-210对PLLA/PDLA共混物中的立构晶(SC晶)有促进成核作用,最佳含量为0.8%(wt,质量分数,下同);PLLA/PDLA在高于150℃条件下等温10min,无晶体形成,0.8%TMC-210的加入显著提高了PLLA/PDLA共混物在高温下SC晶的结晶速度,在170℃等温时SC晶的半结晶时间为0.84min;在升降温的结晶过程中,PLLA/PDLA/TMC样品最终SC晶的含量高于PLLA/PDL样品,表明成核剂TMC在促进PLLA/PD-LA共混物中SC晶的形成效果显著。     

超临界CO_2对有机磷酸铵盐成核剂形态与成核性能的影响

采用超临界CO2流体技术(scCO2)对2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铵(An)盐成核剂进行细微化处理,研究了其对An盐成核剂形态结构和粒径的影响。采用差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)考察了细微化的An盐成核剂对等规聚丙烯(iPP)结晶行为的影响,并对成核iPP样品的物理性能进行了研究。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,scCO2对成核剂的形态有明显的影响,scCO2可以有效地降低成核剂的粒径,最终可得到均匀的球体结构。向iPP中添加质量分数为0.15%的细微化An盐成核剂后,相比于纯iPP,成核iPP样品的结晶温度可提高18.2℃,弯曲模量可提高34%,成核iPP样品的光学性能明显改善,其雾度降低至14.9%。     

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.     

成核剂的超临界分散及其效果的研究

采用超临界溶胀渗透法,将成核剂(DM和NA 21)分散到等规聚丙烯(iPP)的基体内部,结果表明,分散后成核剂的形态、聚集状态及均匀性与成核剂本身的性质有关。NA 21成核剂在iPP中以分子状态渗透并呈均匀分布,其自组装形成的纳米单元大小在50 nm~100 nm之间。M D成核剂则以分散前相似的棒状单晶形式排列,显示出明显的团聚。还采用Jez iorny方法拟合出非等温结晶动力学参数;并对溶胀渗透NA 21前后的iPP样品的结晶动力学进行了比较。     

庚二酸类成核剂种类和结晶温度对等规聚丙烯中β晶型的影响——Ⅰ庚二酸、庚二酸镁和庚二酸铝的影响

研究了结晶温度(100℃~140℃)对庚二酸、庚二酸镁、庚二酸铝成核等规聚丙烯中β晶型生成的影响。发现聚丙烯熔体在120℃或130℃下等温结晶,可以产生β晶型。庚二酸是低活性β晶型成核剂,生成的β晶型不稳定,易在加热时转变为α晶型,造成DSC熔融峰变宽。庚二酸镁也是低活性β晶型成核剂,生成的β晶型含量低。庚二酸铝不是β晶型成核剂,对β晶型的生成有抑制作用。     

二价芳基杂环磷酸盐/月桂酸钠对聚丙烯性能的协同效应

以芳基杂环磷酸盐(AHPS)作为成核剂主体,月桂酸钠(NaL)为配体,研究该类复配体诱导等规聚丙烯(iPP)成核的协效作用,通过偏光显微观察、差示扫描量热分析、力学性能测试、光学性能测试以及耐热性能表征等手段,研究成核剂复配前后对复合材料球晶结构、结晶行为以及力学性能、光学性能、耐热性的影响。结果表明,NaL对iPP的成核作用较差,对球晶尺寸的细化不明显,平均尺寸为246μm,与纯iPP在球晶尺度在同一数量级,结晶温度提高仅为2.61℃,成核有效性低于10%,对复合材料力学性能、光学性能及耐热性的改善非常有限;AHPS对iPP的成核作用达到中等水平,晶体尺寸比纯iPP减小了1个数量级,平均尺寸为40μm,结晶温度平均提高7.26℃,成核有效性提高23.0%,力学性能、光学性能及耐热性同样达到中等水平;NaL与AHPS复配后使iPP的球晶尺度迅速减小,结晶峰值温度可提高20℃以上,成核有效性高达60%以上,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量平均分别提高14.8%、33.8%、38.7%,雾度值平均下降50.4%,透光率平均增加6.94%,热变形温度平均升高40.7%。NaL和AHPS之间表现出极强的协效成核作用。     

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。