成核剂对聚甲醛结构与性能的影响

利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和力学性能测试研究了不同成核剂对聚甲醛(POM)结构和性能的影响。结果表明,选用的无机成核剂均能有效地减小POM球晶尺寸,提高POM的结晶峰温度及缺口冲击强度,其中以滑石粉的成核效果最为显著。滑石粉使POM最大结晶温度由141.2℃提高到145.5℃,球晶平均尺寸约为未加成核剂的POM球晶尺寸的1/4,缺口冲击强度从5.12 kJ/m2增加到6.21 kJ/m2。     

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%。     

成核剂对共聚甲醛MC90结晶与力学性能的影响

利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和万能材料试验机等研究了不同成核剂用量对聚甲醛MC90的结晶行为和力学性能的影响。结果表明,成核剂的加入可有效减小POM的球晶尺寸,提高POM的结晶温度和缺口冲击强度。当成核剂添加量为0.8%时,最大结晶温度由139.2℃提高到143.3℃,球晶平均尺寸约60μm,为未加成核剂的POM球晶尺寸的1/2,缺口冲击强度由5.5k J·m~(-2)增加到6.1k J·m~(-2)。     

分子筛负载马来酸酐及改性PP的研究

通过物理吸附将马来酸酐(MAH)负载在分子筛上,经母料法熔融制备了PP/分子筛复合材料.采用DSC、POM和电子拉力机等方法对复合材料的结晶行为和力学性能进行研究.结果表明:分子筛对PP结晶起到异相成核作用,随分子筛用量增加,复合材料的结晶温度由纯PP的116.3℃提高到119.5℃,结晶热焓逐渐减小,熔融热焓逐渐增大,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有不同程度的提高.低MAH负载量的分子筛(质量分数3%)有助复合材料力学性能的进一步提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别由纯PP的35.3 MPa、45.2 MPa、1.47 GPa及2.24 kJ/m2提高到37.6 MPa、53.5 MPa、1.85 GPa及3.01 kJ/m2.MAH具有诱导PP形成β晶的倾向,150℃附近的β晶熔融峰强度随MAH用量增加而提高.     

成核剂对PE-HD改性PE-UHMW性能的影响

研究了硬脂酸钙、滑石粉、山梨醇类成核剂(TH-3998)及自制稀土类复合成核剂(REC)对高密度聚乙烯(PE-HD)改性超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)性能的影响。结果表明,REC对PE-UHMW/PE-HD体系的性能影响显著。当其含量为0.4%时,拉伸强度为31.5MPa,比不含成核剂时的27.5MPa增加了14.5%;冲击强度为153.7kJ/m2,比不含成核剂时的136.0kJ/m2增加了13.0%,与纯PE-UHMW的性能相差无几;摩擦系数由不含成核剂时的0.19894降低到了0.18121;SEM表明其结晶形态为摺叠扭曲形波浪起伏结构。     

β成核剂对PPR结晶行为和性能的影响

采用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(PLM)等研究了酰胺类β成核剂对无规共聚聚丙烯(PPR)结晶行为及晶体形态,并测试了其力学性能。结果表明:加入TMB-5成核剂后,PPR的晶体形态由α晶向β晶转变;结晶温度从102.4℃提高到了109.3℃;PPR的缺口冲击强度从30.6 kJ/m2增加到35.2 kJ/m2,而拉伸强度略有下降。     

聚甲醛成核剂研究进展

综述了硅藻土、硅胶、蒙脱土、滑石粉和氮化硼等无机成核剂,聚酰胺、羧酸盐等有机成核剂对聚甲醛(POM)结晶性能和力学性能的影响。由弹性体和滑石粉组成的复合成核剂不仅可使POM的球晶尺寸减小至2.1μm,更重要的是使POM的成型收缩率从3.3%降至2.0%。开发POM成核剂一是要根据POM的结构特征,通过分子设计,合成适合POM专用的系列成核剂;二是通过对现有成核剂的物理或化学复合,开发复合成核剂,发挥不同组分的协同效应。     

一种新型聚丙烯成核剂的合成及表征

以邻苯二甲酸和异丙醇铝为原料,合成了新型的邻苯二甲酸羟基铝盐类聚丙烯成核剂(OXA)。利用热重分析、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜分别考察了成核剂的热稳定性及其对等规聚丙烯（iPP）的晶型、结晶行为和结晶形态的影响,同时,还考查了成核剂对iPP力学性能的影响。结果表明,OXA是一种有效的聚丙烯α晶型成核剂,当添加量为0.3 %（质量分数,下同）时,iPP的结晶温度可提高13.26 ℃,结晶度由纯iPP的52.49 %提高到58.37 %,同时可显著细化iPP球晶;也明显提高了iPP的拉伸和弯曲强度,拉伸强度由36.18 MPa提高为43.41 MPa,弯曲强度由46.19 MPa提高至50.89 MPa。     

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。     

成核剂硅澡土对聚甲醛结构与性能的影响

本文借助DSC、偏光显微镜研究了硅澡土在聚甲醛(POM)熔体结晶过程中的成核作用,并通过广角X射线衍射分析了硅澡土对POM晶形和结晶度的影响。结果表明,硅澡土是POM的有效成核剂,在加入量为0.1～0.5wt%的范围内,能使POM的结晶峰温度和结晶起始温度有所提高,使POM的球晶大大细化,并且硅澡土并不改变POM的晶形,对POM的结晶度也影响不大。此外,通过硅澡土含量对POM力学性能影响的研究表明,它对POM的拉伸强度影响很小,而能使冲击强度有较大幅度提高,在硅澡土含量为0.5wt%时冲击强度为14.4kJ/m~2,在0.1wt%时出现最大值,为16.3kJ/m~2。     

1,3,5-苯三甲酸衍生物类新型成核剂的合成及应用研究

合成了新型成核剂1,3,5-苯三甲酸三（环己胺）（BTCA-TCHA）,研究了该成核剂对等规聚丙烯力学性能、结晶行为和熔融行为的影响。结果表明,成核剂BTCA-TCHA可明显改善等规聚丙烯的力学性能和光学性能,并可以大幅度提高结晶峰温度。当BTCA-TCHA添加量为0.2 %时,等规聚丙烯的拉伸强度和弯曲模量可分别提高9.72 %和12.4 %,雾度降低53.5 %。当降温速率为20 ℃/min时,添加BTCA-TCHA的等规聚丙烯的结晶峰温度可从空白样的114.6 ℃提高到126.8 ℃。BTCA-TCHA的性能与传统的山梨醇类成核剂Millad 3988基本接近。     

邻苯二甲酰甘氨酸钙对等规聚丙烯性能的影响

以邻苯二甲酰甘氨酸和硝酸钙为原料,合成了邻苯二甲酰甘氨酸钙。利用TG、IR对产品进行了表征。在此基础上进一步研究了邻苯二甲酰甘氨酸钙添加量对iPP力学性能和结晶性能的影响。结果表明:当成核剂浓度很低时(0.05%),β晶含量达到56.49%,结晶峰温度提高了6.95℃。冲击强度由纯聚丙烯的3.43 kJ/m~2提高到7.69 kJ/m~2,热变形温度提高了20.8℃,而拉伸强度和弹性模量则略有下降。随着成核剂浓度的增加,力学性能和结晶性能提升不明显。     

高结晶度iPP/TMC-300复合材料的制备及性能

以全同立构聚丙烯(iPP)和癸二酰二苯甲酰肼(TMC-300)为原料,通过熔融共混技术制备了iPP/TMC-300复合材料,采用DSC、XRD、SEM、POM和力学测试仪器考察了成核剂TMC-300对iPP结晶和熔融行为、晶体结构以及力学性能等的影响。结果表明:TMC-300对iPP有显著的成核效果,当TMC-300的质量分数为0.6%时,iPP的结晶温度由纯iPP的117.2℃提高到126.9℃,其成核效率可达到56.3%;在130℃下等温结晶,纯iPP的半结晶时间(t1/2)为4.85 min,当TMC-300的质量分数为0.2%时,t1/2变为0.52 min,减小了89%。同时,TMC-300的添加并没有改变iPP的晶体结构,而且添加TMC-300的iPP的冲击断裂表面相对纯iPP呈现出了明显的多褶皱韧性断裂形貌特征,TMC-300的质量分数为0.2%时,复合材料的断裂伸长率由纯iPP的674.8%提高到了833.2%,缺口冲击强度由32.5 J/m提高到了43.2 J/m。将TMC-300与成核剂TMC-328、HPN-68L对iPP的结晶与力学性能影响进行了对比,TMC-300的质量分数为0.2%时的结晶峰温度为126.2℃,较TMC-328的质量分数为0.2%时的125.2℃略高,其缺口冲击强度(43.2 J/m)较HPN-68L的质量分数为0.2%时的(37.3 J/m)提高了15.8%。     

成核剂的自成纤对聚丙烯结构与性能的影响

选用稀土β成核剂WBG,研究了不同加工温度下WBG自组装成纤效应及其对聚丙烯(PP)结构与性能的影响。结果表明:在190℃时,WBG不溶于PP熔体。WBG仅能发挥成核剂的作用,提高PP的韧性。在210℃以上时,WBG可溶于PP熔体,并在冷却过程中自组装形成纤维结构,诱导PP在其表面附生结晶形成β型杂化串晶结构,因而WBG改性PP样品的性能得到极大改善。相较于纯PP样品,WBG改性PP样品的拉伸强度和冲击强度达到42.3 MPa和8.3 kJ/m2,比纯PP样品的30.1 MPa和4.1 kJ/m2,分别提高了41%和104%。     

POM/PBS共混纤维的结构与性能研究

采用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)对聚甲醛(POM)进行改性,经共混纺丝制得POM/PBS共混纤维,研究了POM/PBS共混体系的流变行为以及共混纤维的热稳定性、结晶结构和力学性能。结果表明:PBS对POM有一定的增塑作用,可以降低POM的黏度和剪切敏感性;添加PBS可降低共混体系的熔点、结晶温度和结晶度,POM的熔点为168.6℃,结晶温度为145.6℃,结晶度为78.6%,而加入PBS质量分数20%的POM/PBS共混体系的熔点为165.7℃,结晶温度为139.7℃,结晶度为68.9%;PBS增大了POM的球晶尺寸,但PBS质量分数超过15%时,由于发生相分离而产生PBS的环带球晶;当PBS质量分数为10%时,POM/PBS共混纤维力学性能最好,拉伸强度和弹性模量分别达到1 264 MPa,9.5 GPa,相比纯POM纤维分别增加了25.8%和15.9%。     

成核剂二-(3,4-二甲基苄叉)山梨醇在聚丙烯中的成核效应

研究成核剂二-(3,4-二甲基苄叉)山梨醇(DMDBS)对等规聚丙烯力学性能、光学性能和结晶行为的影响.结果表明:DMDBS可以大幅度提高聚丙烯的力学性能、光学性能和结晶峰温度,具有很好的成核性能.当成核剂DMDBS添加浓度为0.2%时,与空白聚丙烯相比,成核聚丙烯的拉伸强度和弯曲模量可分别提高7.46%和11.96%,雾度可降低52.32%,结晶峰温度T_c可从119℃左右提高到130℃左右.同时,DMDBS的加入可大幅度降低聚丙烯的球晶尺寸.     

PP/POE共混物的热性能和结晶行为研究

将聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混物通过高速混合机混合,通过挤出机挤出,于切粒机切成粒,并经注射机注塑成样条。通过塑料拉伸实验和冲击实验研究了共混物的力学性能,偏光显微镜观察(POM)、X射线衍射(WAXD)研究了共混物的结晶行为,热重(TG)、差式扫描量热(DSC)研究了材料的热性能。结果表明:POE的加入使得PP/POE共混物的冲击强度由3.9kJ/m2增至31.5kJ/m2,但同时冲击强度由拉伸强度则由30.6MPa降至24.4MPa。另一方面,POE的加入破坏了PP的球晶结构,使得共混物熔融温度Tm下降。POE起异相成核作用,有效地诱导聚丙烯β晶型的形成。     

PP-R复合材料力学性能及结晶行为的研究

采用注塑成型法制备PP-R复合材料,并结合扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微(POM)及X射线衍射分析仪(XRD)等技术,研究了PP-R复合材料的力学性能及结晶行为。结果表明,成核剂(WBGⅡ)对PP-R复合材料综合性能的影响较为明显。加成核剂(WBGⅡ)后,PP-R(RP2400)的冲击强度(29.76 kJ/m~2)与PP-R(T4401)的冲击强度(28.68 kJ/m~2)分别增为56.63、46.82 kJ/m~2,各自提高了90.29%、63.25%;而对拉伸强度和弯曲强度的影响较小。同时,成核剂(WBGⅡ)的加入,能促进PP-R复合材料晶粒细化,诱导α晶型向β晶型转变,从而改善其冲击韧性。     

1,3,5-苯三甲酸三(环己胺)在PP中的成核效应

研究了1,3,5–苯三甲酸三(环己胺)(BTCA–TCHA)成核剂的添加量对聚丙烯(PP)拉伸性能、弯曲性能、雾度以及结晶峰温度的影响,并与高效的商用二苄叉山梨醇类成核剂Millad 3988进行了比较。结果表明,成核剂BTCA–TCHA在较低的添加量(质量分数为0.20%左右)就具有非常优异的成核效果。当BTCA–TCHA质量分数为0.2%时,PP的拉伸强度和弯曲弹性模量可分别从纯PP的30.85 MPa和1 530 MPa提高到33.85 MPa和1 720 MPa(分别提高9.73%和12.42%),雾度可从空白PP的80.12%降低到37.25%,降低幅度为53.51%,而冷却速率为20℃/min时其结晶峰温度可比纯PP提高12℃左右,其成核效果与Millad 3988类似。此外,BTCA–TCHA在PP中的添加量存在一饱和值(质量分数为0.2%),当添加量超过该值以后,继续添加成核剂对PP性能的改善效果不明显。     

聚甲醛/可反应性纳米SiO2复合材料的等温结晶及热分解行为

采用熔融共混法制备了聚甲醛(POM)/可反应性纳米二氧化硅(RNS)复合材料。通过差示扫描量热仪研究了RNS对POM等温结晶行为的影响,利用热重分析仪研究了该材料的热分解变化,用Avrami方程和Hoffman-Laurititzen理论进行了分析。结果表明,RNS在POM结晶过程中起到了异相成核作用,结晶速率常数K增大,半结晶时间t1/2降低,表面自由能下降,Avrami指数n有所降低,说明RNS改变了POM的结晶和生长过程,RNS提高了POM复合材料的热稳定性,其中,添加5%RNS的POM复合材料起始分解温度提高了32℃,用FOW法和Fried-man法计算其分解过程的表观活化能均高于POM,这说明RNS与POM之间存在着较强的相互作用,RNS既是POM的成核剂又是热稳定剂。