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。     

β成核剂含量对PP力学性能和结晶行为影响

摘要:研究了β成核剂含量对聚丙烯(PP)结构和性能的影响,用偏光显微镜和广角X射线衍射法(WAXD)对PP结晶形态和结晶行为进行了研究.结果表明,当β成核剂的含量在0.05份时,冲击强度达到最大值,而拉伸强度、弯曲强度、模量、维卡软化温度等达到最小值;当β成核剂含量为0.05份以下时,随着β成核剂含量增加,PP中β晶结晶度大幅度上升,同时α晶结晶度大幅度下降;增加β成核剂用量至大于0.10份时,β晶结晶度略为下降,而α晶结晶度上升,但总结晶度随着β成核剂含量增加呈现上升趋势.用差示扫描量热法(DSC)对纯PP和β成核剂-PP进行比较,发现β成核剂对PP的结晶有影响.     

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.     

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晶型成核剂对PP结晶行为的影响

制备了β晶型聚丙烯(β-PP),利用广角X射线衍射仪与偏光显微镜表征了球晶形态,研究了其非等温结晶行为,并用Jeziorny法、莫志深法和Kissinger法对所得数据进行处理。结果表明,添加β晶型成核剂后,PP由α晶型向β晶型转变,起始结晶温度明显提高,总结晶时间缩短,结晶活化能降低。β-PP的Avrami指数在1．69～1．89,小于PP,表明β晶型成核剂的加入改变了PP的成核机理及生长方式。     

紫外照射下聚丙烯结晶结构和力学性能变化的研究

研究了添加α成核剂聚丙烯(α-PP)、β成核剂聚丙烯(β-PP)和纯聚丙烯3种材料在紫外辐射下的聚集态结构变化、力学性能和表观变化的情况.结果表明:与其他两种聚丙烯相比,β-PP具有较高的抗降解能力;3种聚丙烯在紫外光辐射初期结晶度都有所提高,但随着辐射时间的增加,总结晶度都呈下降趋势;β-PP中的β相的结晶度先增后减,而α相的结晶度先减后增,312 h后基本保持不变.     

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。     

WAXD和DSC法计算β-PP中β晶相对含量的对比研究

采用β成核剂对3种实验室自制的聚丙烯(PP)分别进行熔融共混制成含β晶的PP(β-PP)试样,并经相同的结晶条件对试样进行处理,分别用广角X射线衍射(WAXD)仪和差示扫描量热(DSC)仪计算试样中的β晶相对含量。利用分峰软件Peakfi t对WAXD衍射峰进行处理,根据α晶和β晶的衍射峰强度计算了β晶相对含量;利用TA Universal Analysis软件对DSC熔融曲线进行分析,根据α晶和β晶的熔融峰面积计算了β晶相对含量。计算结果显示,用WAXD法计算的3种β-PP的β晶相对含量分别为48%,43%和18%,而用DSC法计算的分别为27%,11%和5%。用WAXD法测试结晶度时,试样无需受热,而用DSC法时,β晶在加热过程中容易发生β–α转变,导致β晶数量减少、α晶数量增加从而引起计算的β晶相对含量较实际值偏低。     

紫外照射下聚丙烯结晶结构变化和耐老化性能研究

研究了添加α成核剂的聚丙烯(α-PP)、β成核剂的聚丙烯(β-PP)和纯PP三种材料在紫外辐射下的聚集态结构变化情况。结果表明：与其他两种PP相比,β-PP具有较高的抗光降解能力;三种PP在紫外光辐射初期结晶度都有所提高,其中β-PP在312 h结晶度达到最大值65.6 %,α-PP在辐射456 h达到最大值74.6 %。但随着辐射时间的继续增加,结晶度都呈下降趋势;β-PP中的β相结晶度先增后减,在144 h达到最大结晶度30.9 %,α相结晶度先减后增,到312 h后基本保持不变,保持在48 %左右。     

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。     

β成核剂对丙烯酸接枝聚丙烯结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了一种聚丙烯常用的β成核剂(庚二酸/硬脂酸钙复合物)对聚丙烯接枝丙烯酸(PP-g-AA)的非等温结晶行为、结晶活化能、熔点和结晶度的影响。结果表明:添加β成核剂后,PP-g-AA的起始结晶温度明显提高,结晶活化能降低,这说明起到了异相成核的作用,而PP-g-AA的结晶速率下降。     

溴-锑阻燃体系对β-PP结晶和阻燃性能的影响

通过添加喹吖酮β成核剂和溴-锑阻燃体系获得阻燃β晶型聚丙烯(β-PP)。运用差示扫描量热仪和锥形量热仪研究了溴-锑阻燃体系对β-PP结晶性能和阻燃性能的影响。结果表明:低含量的八溴醚对β晶有较强的抑制作用,随着八溴醚含量的增大,其对β晶的抑制作用减弱,并在质量分数14%以上转变为促进作用,而Sb2O3在各种含量下对β晶都有较强的抑制作用。溴-锑阻燃体系对β晶的影响随体系中溴与锑之比而变化,含量大的起主导作用。此外,β晶的变化对溴-锑并用体系处理β-PP的阻燃效果无影响。     

β成核剂含量和退火处理对改性聚丙烯力学性能的影响

采用熔融挤出法制备了β成核剂改性聚丙烯（PP）。研究了成核剂含量和退火处理对β成核剂改性聚丙烯（β-PP）力学性能的影响,采用广角X射线衍射仪、扫描电子显微镜对β-PP的微观结构进行表征和分析。结果表明,β成核剂含量为0.05 %（质量分数,下同）时β-PP力学性能最佳,110 ℃下退火处理1 h能够进一步提高β-PP的改性效果;适宜的成核剂含量和退火处理对诱导PP基体β晶生成及结晶完整有利;退火处理的β-PP冲击断面存在明显塑性变形现象,呈韧性断裂特征。     

不同晶型聚丙烯的光老化行为

采用熔融挤出法分别制备了α-成核聚丙烯(α-PP)和β-成核聚丙烯(β-PP),通过傅里叶变换红外光谱和立体显微镜研究了氙灯辐照对纯聚丙烯(PP)、α-PP和β-PP微观结构和表面形貌的影响。在相同老化条件下,α-PP最易老化,PP次之,β-PP最稳定;试样老化后表面裂纹形态不同,α-PP和PP表面呈破裂状无规排布的细长裂纹,而β-PP表面的裂纹呈圆弧状有规律的间隔排布。     

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.     

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。     

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成核剂对嵌段共聚聚丙烯力学性能的影响

研究了一种稀土类β成核剂对嵌段共聚聚丙烯(PP-B)结晶行为以及力学性能的影响。结果表明:PP-B的总结晶度随成核剂用量的增加而增加,其中的α晶结晶度先下降后上升,β晶结晶度先上升后下降,转折点在成核剂含量0．05％左右。随着成核剂用量的增加,聚丙烯的球晶尺寸明显下降,冲击强度先大幅度上升然后下降;拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和维卡软化温度先下降后上升。     

稀土β成核剂对PPR非等温结晶动力学影响

对添加稀土β成核剂的无规共聚聚丙烯(PPR)非等温结晶动力学进行了研究,采用修正Avrami方程的Jeziorny法和莫志深法对差示扫描量热法(DSC)所得的数据进行处理。结果表明,纯PPR的非等温结晶行为适合Jeziorny法和莫志深法,同时莫志深法可以很好地描述β成核剂改性PPR(βPPR)的非等温结晶行为,但Jeziomy法不能。添加0.05％(质量分数)的β成核剂就可以起到成核作用,提高PPR的结晶度,并使得PPR的结晶温度升高;但是在相同的冷却速率下,纯PPR达到一半结晶度所需的时间(t_(1/2))和结晶峰半峰宽(△W)比βPPR的值要小;同时达到相同的结晶度βPPR所需的冷却速率要大于纯PPR的,这说明β成核剂的加入降低了PPR的结晶速率。     

氢氧化铝填充β-聚丙烯复合材料的制备和性能研究

为获得高性能填充聚丙烯(PP)复合材料,采用氢氧化铝(ATH)为无机增强粒子,负载庚二酸钙硅灰石(即负载型β成核剂β-W)和庚二酸钙(CaPA)为结晶改性剂。研究了ATH和结晶改性剂对PP结晶行为、β晶含量和力学性能的影响。结果表明,ATH、β-W和CaPA对PP结晶都具有异相成核作用,能够提高PP的结晶温度;ATH填充PP复合材料只形成α-晶,而β-W和CaPA可诱导PP形成β-晶;ATH对PP具有增强作用,能够提高PP的拉伸模量和弯曲模量,但ATH填充PP复合材料的冲击韧性不及ATH填充β-PP复合材料。