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%。     

酰胺化合物对PP-R的β成核作用及力学性能影响

研究了二环己基对苯二甲酰胺(DCHT)和二苯基对苯二甲酰胺(DPHT)2种自合成的酰胺化合物对无规共聚聚丙烯(PP-R)的β成核作用和力学性能的影响,并利用广角X-射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜和示差扫描量热仪(DSC)表征了改性PP-R的晶型和结晶形态。实验结果证明:DCHT对PP-R具有良好的β成核效果,诱导PP-R中α晶型部分转变成β晶,使球晶尺寸变小,原来粗大的α球晶转变成无规则的花状β晶体,β晶型相对含量超过25%;DCHT最佳用量为0.15%,此用量下能使PP-R的20℃和-10℃缺口冲击强度提高都超过20%以上;断裂伸长率提高约50%,拉伸屈服强度和断裂强度基本不变。而DPHT对PP-R的β成核效果和韧性的提高比DCHT略差。     

β成核剂TMB-5对iPP注塑件结晶结构和性能影响的研究

TMB-5是一种有机酰胺类β成核剂。通过偏光显微镜、差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪和万能拉伸机等手段研究了不同含量TMB-5对等规聚丙烯(i PP)注塑制件沿厚度方向的结晶形态结构及制品的力学性能的影响。结果表明,TMB-5质量分数为0.1%时,冲击强度提高幅度较大,进一步提高成核剂含量,冲击强度逐渐降低;与之相对应的是,拉伸强度呈现先降低后增加的趋势。β成核剂对i PP的晶体形态和结构影响较大,且注塑制件自皮层到芯层的晶体结构存在一定差异。     

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。     

β成核剂对聚丙烯力学性能的影响

通过在抗冲聚丙烯基础树脂中添加自主研制的酰胺型高效β成核剂,在升高聚丙烯耐热温度的同时有效提高聚丙烯树脂EPS30R的冲击强度,研究酰胺型β成核剂PA-01、TMB-5和FB-1添加量对聚丙烯树脂EPS30R力学性能的影响,通过微观形态分析增韧的内在原因,并考察成核剂对聚丙烯树脂EPS30R的成核效果。结果表明,添加β成核剂后,聚丙烯的力学性能明显改善,且β成核剂诱导聚丙烯的成核效果较好。     

各种羧酸二盐对嵌段共聚聚丙烯的β成核研究

合成了6种己二酸盐、庚二酸盐作为嵌段共聚聚丙烯(PP-B)的成核剂,研究其对PP-B的β成核影响。结果表明,庚二酸钙、庚二酸钡、庚二酸镁均具有明显β成核PP-B的效果,且成核效应由大到小次序为:庚二酸钙、庚二酸钡、庚二酸镁;庚二酸钠是低活性的β成核剂;己二酸盐类中己二酸钠和己二酸钡对PP-B是高效的β-成核剂,二者的成核效果相当。通过差示扫描量热分析(DSC)和力学性能测试表明,当己二酸钠的用量为0.2%(质量分数)时,经β成核改性产物的缺口冲击性能最佳,且KDSC(β晶型相对含量)最大。     

成核剂对聚丙烯力学性能与结晶行为的影响

研究了两种类型的成核剂对国产共聚聚丙烯的结晶形态以及拉伸强度、冲击强度的影响。结果表明:加入TMB-5型成核剂,聚丙烯的冲击强度有一定程度改善,w(TMB-5)为0.1%时,改性聚丙烯的缺口冲击强度达到最大;TMX-2型成核剂可改善聚丙烯的拉伸性能,但抗冲击性能降低较大;TMB-5型成核剂可显著地改变聚丙烯的结晶行为,诱导聚丙烯在结晶过程中主要形成β晶;TMX-2型成核剂可诱导聚丙烯在结晶过程中主要生成α晶,与纯PP相比,α晶的形成能力增强。     

POE和成核剂协同增韧聚丙烯的研究

研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)和β-成核剂TMB-5协同增韧聚丙烯(PP)的作用效果,通过对比相同比例的PP/POE和PP/POE/TMB-5共混物对熔体流动性、拉伸屈服强度和低温下缺口、无缺口冲击强度的影响,发现加入成核剂TMB-5确实能够协同POE增韧PP,使低温下的缺口冲击强度显著提高;SEM研究表明,POE以约2μm平均球径均匀地分散在PP连续相中;DSC和WAXD研究表明,TMB-5能够使PP的部分α晶型转变为β晶型,从而协助POE增韧PP。     

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。     

挤出工艺条件对β成核剂改性PPR的影响

使用差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪和偏光显微镜研究了不同挤出工艺条件下N,N′-二环己基对苯二甲酰胺(DCHT)对无规共聚聚丙烯(PPR)β成核效果的影响。结果表明:加入质量分数0.15%的DCHT会诱导PPR中部分α晶转变成β晶,使原来粗大的球晶转变成"花心"状晶,出现β晶(300)晶面的特征衍射峰;提高单螺杆挤出机螺筒温度或螺杆转速都会明显增强DCHT对PPR的β成核效果;使用双螺杆挤出机在螺杆转速较高时,挤出改性PPR的β晶相对含量较高;最优工艺条件为单螺杆挤出机料筒温度250℃、螺杆转速120 r/min,或双螺杆挤出机料筒温度230℃、螺杆转速170 r/min,此时改性PPR的β晶相对含量达45.0%以上,DCHT对PPR有较好的β成核作用。     

β成核剂改性iPP的熔融结晶行为与力学性能研究

采用3种β成核剂(NT-A,NT-B和NT-C)制备了β晶等规聚丙烯(β-iPP)样品,应用差示扫描量热仪(DSC)分析、偏光显微镜(POM)观察和力学性能测试研究了β-iPP的熔融、结晶行为和力学性能。结果表明:加入β成核剂后,诱导iPP由α晶向β晶转变,结晶温度提高,球晶明显细化。3种β成核剂的成核效率和改性样品的缺口冲击强度顺序为NT-C>NT-B>NT-A,添加NT-C质量分数0.050%时,样品的最大缺口冲击强度可达纯iPP的3.7倍。     

β成核剂和碱式硫酸镁晶须改性聚丙烯

研究了β成核剂和碱式硫酸镁(M-HOS)晶须对聚丙烯(PP)热变形温度及力学性能的影响,并用DSC和广角X射线衍射仪对其进行了表征。结果表明,单独使用0.6%β成核剂和30%M-HOS晶须改性PP,PP热变形温度从129.4℃分别提高到155.2℃和151.8℃。此外,β成核剂在PP增韧方面效果显著,改性后PP缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的4倍和5倍;M-HOS晶须能提高PP的拉伸强度、弹性模量和弯曲强度、弯曲模量;两者同时改性PP,PP热变形温度提高了24℃,缺口冲击强度是单独使用晶须时的3倍。     

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。     

β-成核剂改性回收聚丙烯的结晶行为和冲击性能研究

采用β-成核剂TMB-5改性回收聚丙烯(RPP),借助差示扫描量热仪、广角X射线衍射仪、偏光显微镜和摆锤冲击测试仪研究了改性RPP的结晶行为、熔融特性、结晶形态以及冲击强度。结果表明,TMB-5对RPP结晶具有强的β-成核作用,可显著提高RPP的结晶温度。同时诱导RPP形成大量β-晶型,从而提高RPP冲击强度。但随着β-成核剂用量的增加,试样的β-晶型含量和冲击强度均下降,说明β-成核剂用量存在临界值。     

β成核剂改性玻纤增强PP复合材料的性能

研究了玻璃纤维(GF)和β成核剂对GF增强聚丙烯(GFRPP)复合材料力学性能的影响。复合材料的拉伸强度及模量均随GF含量的增加而增加,而拉伸断裂应变随GF含量的增加而减小。β成核剂诱导生成β晶型,提高了复合材料的冲击强度,在β成核剂质量分数为0.05%时,所有GFRPP复合材料的冲击强度均达到最大值。β成核剂质量分数为0.20%,w(GF)为30%的试样综合力学性能最优,其拉伸强度达到39.04 MPa,冲击强度为7.21kJ/m~2。GF对β成核剂具有抑制作用。添加β成核剂改变了基体的晶型,使试样更加柔软,有利于提高冲击强度。     

不同β晶型成核剂对丙烯-乙烯无规共聚物的改性

采用3种市售β晶型成核剂：芳酰胺类β晶型成核剂NJ star NU-100、TMB-5以及稀土类β晶型成核剂GH-100对自制的丙烯乙烯无规共聚物（PP-R）进行改性,通过差示扫描量热法(DSC)计算了β晶相对结晶度。结果表明,添加TMB-5后,β晶在PP-R中形成效果十分显著,尤其是当结晶的冷却速率较低和TMB-5的含量较高时;分别用3种β晶型成核剂对PP-R进行改性,通过计算β晶相对结晶度,得出在相同的结晶条件和含有等量β晶型成核剂的情况下,3种成核剂的β晶成核效率为：NJ star NU-100＞GH-100＞TMB-5。     

振动外场和β成核剂用量对等规聚丙烯β晶含量和力学性能的影响

利用自制装置研究了不同温度下机械振动外场和β成核剂TMB-5用量对等规聚丙烯(iPP)β晶相含量和力学性能的影响。结果表明:当TMB-5用量为0.1%时,iPP的β晶相对含量达到最大值;150℃(固态)下施加振动会提高β晶的相对含量,而在190℃(熔融态)下施加振动则会减少β晶的相对含量;150℃下施加振动外场可使得试样断裂伸长率增大、拉伸强度下降,而190℃下则使试样的拉伸强度提高、断裂伸长率减小。     

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。     

复合β成核剂对均聚聚丙烯性能的影响

研究了复合β成核剂用量对中试生产的均聚聚丙烯粉料力学性能和β晶相对含量的影响,以及注射工艺对β晶型均聚聚丙烯(β-PPH)力学性能和β晶相对含量的影响。结果表明:新型复合β成核剂VP101T的成核效率明显高于传统β成核剂;当w(VP101T)为0.20%时,所制β-PPH的常温悬臂梁缺口冲击强度达831.3 J/m,β晶相对含量高达92.2%;熔体温度是影响β-PPH的β晶相对含量和力学性能的主要因素。     

辛二酸钙成核改性等规聚丙烯研究

研究了1种高效β晶型成核剂辛二酸钙(CaSu)的用量对等规聚丙烯(iPP)熔融、结晶行为和力学性能的影响。结果表明,CaSu为良好的β晶型成核剂,添加0.20%(质量分数)CaSu,β晶型含量可以达到84.02%;添加CaSu可以使iPP的成核能力增强,使其结晶温度增加;CaSu诱导iPP产生大量β晶型,同时降低了球晶的尺寸;添加CaSu可使iPP的缺口冲击强度、拉伸强度以及断裂伸长率提高,但弯曲模量降低。