β晶型成核剂增韧改性聚丙烯及其共混物的力学性能与结晶行为

研究了β晶型成核剂对PPH、PPR和PPH/PPR/PPB力学性能的影响,并用偏光显微镜、示差扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射法(W AXD)对它们的结晶形态和行为进行了研究。结果表明,添加β晶型成核剂后,PP晶型由α晶型向β晶型转变,材料韧性提高。β晶型成核剂可使PPH冲击强度提高一倍以上,使PPR提高40%,对PPH/PPR/PPB三元共混体系也可提高40%左右,并且成核剂的加入并未使原有聚合物的屈服强度、弯曲强度下降,同时伸长率也有明显提高。     

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。     

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。     

口服液瓶用聚丙烯包装材料的改性研究

通过添加成核剂改善口服液瓶用聚丙烯(PP)材料的耐热性能与力学性能,研究了成核剂种类与用量对PP性能的影响.结果表明:α晶型成核剂C可以有效提高PP热变形温度、透明性、刚性、拉伸强度及弯曲强度;β晶型成核剂B可以有效提高PP热变形温度、冲击强度;成核剂的加入使得PP结晶温度提高;改性的PP材料经注射吹瓶,可以满足PP口服液瓶灌封后蒸汽灭菌要求,且α晶型成核剂C改性PP的水蒸汽渗透性低于未改性PP.     

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.     

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。     

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。     

成核剂TMC-210对聚乳酸结晶及性能的影响

针对聚乳酸结晶速率慢和冲击强度低的问题,考察了熔融共混添加成核剂TMC-210对PLLA结晶、熔融行为和力学性能的影响。研究发现,纯L-聚乳酸(PLLA)在10℃/min降温过程中不结晶,当TMC-210质量分数为0.2%时,PLLA就能显著结晶,并且随着TMC-210含量的增加,结晶峰移向高温。从等温结晶结果看,TMC-210的添加使得PLLA结晶时间缩短,结晶速率加快。另外,PLLA的成核密度增加且球晶尺寸减小,同时,TMC-210质量分数为0.2%时,PLLA的冲击强度提高了3.3倍。因此,添加TMC-210是一种能够促进PLLA结晶和增韧的有效成核剂。     

稀土β成核剂含量对PPR性能与结晶行为的影响

选用新型稀土β成核剂(WBGⅡ)对无规共聚聚丙烯(PPR)进行改性。借助广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)研究了稀土β成核剂诱导无规共聚聚丙烯的结晶行为及晶体形态;并研究了WBGⅡ对PPR力学性能和热变形温度(HDT)的影响。结果表明,加入少量WBGⅡ后,PPR的晶型和结晶形态均发生变化;非等温结晶过程的结晶温度(Tc)从95.8℃提高到102.1℃;PPR的冲击强度提高24%,拉伸和弯曲性能却略有下降;热变形温度提高20℃。     

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。     

液晶聚合物β成核剂/等规聚丙烯的等温结晶动力学和熔融行为

将主链型液晶聚酯(PBDPS)大分子β成核剂与等规聚丙烯(i PP)熔融共混,得到不同添加量的i PP/PBDPS样品。利用差示扫描量热分析、X射线衍射、偏光显微镜等研究了i PP和PBDPS共混物的等温结晶动力学、结晶熔融行为、晶型结构和结晶形态。结果表明,i PP和i PP/PBDPS共混物的等温结晶动力学适用于Avrami方程,Avrami指数(n)从2. 62～2. 81变为2. 60～3. 25,晶体的生长方式为二维生长与三维生长并存。PBDPS起到异相成核作用,i PP结晶速率常数(K)随着PBDPS的添加而增大,半结晶时间(t1/2)随之缩短。使用Arrhenius方程计算了等温结晶活化能,并通过HoffmanWeeks外推法得到了i PP/PBDPS中α、β晶的平衡熔点。液晶高分子PBDPS能有效诱导i PP形成β晶型,β晶含量随着PBDPS添加量与结晶温度的提升而增大,当PBDPS质量分数为4%,结晶温度为130℃时,β晶含量高达92. 5%。     

分子筛对聚丙烯/成核剂体系结晶行为的影响

考察了不同的分子筛对PP/成核剂体系的结晶诱导作用,并通过XRD、DSC和PM对其结晶形态和晶体结构进行了表征,结果表明,在添加相同百分含量的情况下,A型分子筛能有效地促进β-PP的生成,促使β晶型的相对百分含量提高,而且大大提高PP的结晶温度;而添加MCM-41和10X型分子筛时,β晶型的相对百分含量明显下降,晶粒尺寸却得到细化,晶核数目也明显增多;13X由于表面负载不同的阳离子表现出与10X不同的成核活性.     

钛化合物对聚丙烯力学性能和结晶形态的影响

用对叔丁基苯甲酸和钛酸四异丙酯合成了两种聚丙烯成核剂TiD3和TiD4。利用热重分析(TG)考察了成核剂的热稳定性,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)和偏光电子显微镜(PLM)对PP/TiD3、PP/TiD4的结晶行为和晶体形态进行了考察,并考察了PP/TiD3、PP/TiD4的力学性能。结果表明,TiD3、TiD4是有效的α-成核剂,能明显提高PP结晶速率和结晶度,结晶温度分别提高了10℃和12.1℃,PP的力学性能显著提高,当TiD4的添加量为0.3%(质量分数,下同)时,PP的拉伸强度和抗弯曲强度分别提高了5.32MPa和12.1MPa。     

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。      

成核剂对聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)性能的影响

分别以氮化硼(BN)、BRUGGOLENP250、CaCO3和Tm-3为成核剂,用熔融模压法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]样品,借用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)等考察了成核剂种类及用量对P(3HB-co-4HB)结晶形态、熔点、热分解温度、力学性能及断面形态的影响。结果表明,各种成核剂均能有效细化P(3HB-co-4HB)的球晶尺寸,提高其熔点及热分解温度;当成核剂BN的质量分数为5‰~8‰时,P(3HB-co-4HB)的综合性能最好。     

聚丙烯接枝马来酸酐改性纳米ZnO/聚丙烯复合材料的成核结晶行为及力学性能

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/聚丙烯(PP)复合材料,研究了相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-gMAH)的加入对nano-ZnO/PP复合材料的成核结晶行为、晶体结构、结晶形态以及力学性能的影响。结果表明,低添加量(质量分数小于5%)的nano-ZnO对PP有较好的β晶成核效应,而当其质量分数大于5%时,nano-ZnO对PP结晶有明显的异相成核作用,使PP结晶温度大幅度提高,PP结晶在(040)晶面呈现生长择优性;PP-gMAH的加入增强了nano-ZnO粒子与PP基体之间的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了PP基体的异相成核,提高了nano-ZnO/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度,但却抑制了nano-ZnO诱导PP生成β晶。nano-ZnO/PP复合材料体系中因界面相互作用改善所致的韧性提高明显强于nano-ZnO诱导PP形成β晶的增韧效应。     

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。     

聚乳酸/癸二酸二苯基二酰肼的制备及其性能

为改善聚乳酸（PLA）的结晶性能,以癸二酸二苯基二酰肼（TMC）为成核剂,采用熔融共混法制备PLA/TMC共混物,研究成核剂TMC的含量对聚乳酸结晶性能、热性能及力学性能的影响。结果表明,成核剂TMC对PLA有良好的异相成核作用,纯PLA在以10℃/min的速率降温过程中没有结晶峰,而添加成核剂TMC后,PLA有明显的结晶峰,并且随着TMC含量的增加,PLA的冷结晶温度从117.03℃降低至110.60℃。成核剂的加入使得PLA球晶密度增加且尺寸减小。当添加TMC的质量分数为0.8%时,PLA的断裂伸长率提高了26.4%。     

成核剂对聚甲醛结晶与力学性能的影响

利用差热分析(DSC)、偏光显微镜、广角X射线衍射及力学性能测试考察了成核剂A对聚甲醛(POM)结晶结构与力学性能的影响。研究结果表明：加入成核剂后，聚甲醛球晶细化，晶粒数目增多，熔点降低，但晶型保持不变，仍为六方晶系的结晶；随着成核剂A加入量的增加，POMl(云天化M90)的球晶尺寸避渐减小，晶粒数目避渐增多，当成核剂A的加入量为0．8％时，球晶尺寸减至最小，此时POMl的缺口冲击强度出现极大值，由纯POMl的6．5kJ／m^2增加到7．2kJ／m^2。     

锌盐类成核剂对聚(1-丁烯)结晶性能的影响

采用偏光显微镜、差示扫描量热仪和傅里叶变换红外光谱仪等方法研究了降冰片烯二羧酸锌(NED-Zn)和ZnO成核剂对聚(1-丁烯)结晶及晶型转变的影响,并用Jeziorny法分析了聚(1-丁烯)的非等温结晶过程。结果表明,2种成核剂的加入使得聚(1-丁烯)的结晶温度升高、结晶速率加快,NED-Zn的成核效果优于ZnO。NED-Zn和ZnO成核剂的存在加快了PB的II-I晶型转变,使II-I半转变时间由39.2 h分别缩短至8.1 h和19.2 h。