硅灰石填充β-聚丙烯基复合材料的增强增韧

为了获得高韧性硅灰石填充β-聚丙烯基（W/β-PP）复合材料,采用负载庚二酸钙的硅灰石（β-W）填充聚丙烯（PP）制备。研究了W/β-PP复合材料中β-W的β-成核作用,并对比了硅灰石和β-W填充PP基复合材料的力学性能。结果表明:硅灰石填充聚丙烯（W/PP）复合材料主要形成α-晶,而β-W对PP结晶具有强的β-成核作用;W/PP复合材料的缺口冲击强度低于β-聚丙烯（β-PP）,硅灰石与PP的β-晶之间存在协同增韧作用,导致W/β-PP复合材料的缺口冲击强度高于β-PP;随着β-W含量的增加,W/β-PP复合材料的缺口冲击强度先增大后减小,在其质量分数为5%时达到最大值;同时硅灰石的增强作用可以提高β-PP的刚性。      

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%。     

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。     

纳米CaCO3／PP／PS复合材料的结晶与熔融行为

熔融方法制备了纳米CaCO3／PP／PS复合材料，DSC研究了PP／PS、增容PP／PS共混物及其纳米CaCO3填充共混物的结晶与熔融行为。研究结果表明加入PS对PP结晶行为影响不大，但导致PP熔点下降，熔融峰从单峰变为双峰。纳米CaCO3和增容剂对PP／PS共混物中PP结晶存在异相成核作用，提高PP结晶温度和熔点，PP—g—MA和PP—g—AA的异相成核作用比CaCO3的大。PP—g—MA增容的PP／PS共混物和CaCO3填充共混物有利于PP形成β晶，但CaCO3填充共混物、PP—g—AA的增容PP／PS共混物和CaCO3填充共混物无β晶形成。     

β-成核剂对废旧聚丙烯/无机填料复合材料的 结晶性能影响研究

随着聚丙烯(PP)在包装领域的广泛使用,废旧聚丙烯(RPP)的产生量逐年递增。使用取代芳酰胺型β-成核剂(TMB-5)成核RPP/无机填料复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射法(WAXD)对比研究TMB-5对不同RPP/无机填料复合材料结晶行为和熔融特性的影响。研究结果表明:实验选用的工业级无机填料并未明显影响RPP的结晶行为和结晶晶型,而TMB-5不仅显著提高了RPP/无机填料复合材料的结晶温度,而且诱导形成大量β-晶。通过制备高β-晶含量的RPP/无机填料复合材料,能够实现无机填料增强和β-晶增韧作用的协同化,最终获得力学性能达到PP新料水平的填充RPP复合材料。     

白贝粉对均聚聚丙烯非等温结晶行为的影响

采用差示扫描量热仪（DSC）研究了白贝粉（SP）对均聚聚丙烯非等温结晶行为的影响,采用莫志深法对其结晶动力学进行了分析。结果表明：由生物合成的,主要成分为碳酸钙（CaCO3）的白贝粉,对聚丙烯（PP）有很强的B成核作用,且随着其填充量的增加而增强,在5wt％填充量时β晶的含量达到最大。Kissinger公式计算结果显示成核剂的加入提高了结晶活化能。     

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。     

β-成核聚丙烯/尼龙6合金的非等温结晶与熔融行为

采用哈克转矩流变仪制备了未成核聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)、β-成核PP/PA6和PP-g-MA、POE-g-MA、EVA-g-MA增容β-成核PP/PA6合金,用差示扫描量热计(DSC)和广角X射线衍射分析仪(WAXD)研究了PP/PA6合金中PA6含量、不同类型相容剂及熔融温度对PP/PA6合金结晶与熔融行为的影响。结果表明,PA6对未成核PP结晶起α-成核作用,能提高PP结晶温度(Tc);但PA6对β-PP/PA6合金中β-PP的Tc和β-PP含量影响不大;增容剂PP-g-MA、POE-g-MA和EVA-g-MA的加入有利于提高合金中β-PP含量;β-PP/PA6合金中的β-PP含量与熔融温度有关,高温有利于形成更高含量的β-PP。     

β-成核聚丙烯／尼龙6合金的非等温结晶与熔融行为EI北大核心

采用哈克转矩流变仪制备了未成核聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)、β-成核PP/PA6和PP-g-MA、POE-g-MA、EVA-g-MA增容β-成核PP/PA6合金,用差示扫描量热计(DSC)和广角X射线衍射分析仪(WAXD)研究了PP/PA6合金中PA6含量、不同类型相容剂及熔融温度对PP/PA6合金结晶与熔融行为的影响。结果表明,PA6对未成核PP结晶起α-成核作用,能提高PP结晶温度(Tc);但PA6对β-PP/PA6合金中β-PP的Tc和β-PP含量影响不大;增容剂PP-g-MA、POE-g-MA和EVA-g-MA的加入有利于提高合金中β-PP含量;β-PP/PA6合金中的β-PP含量与熔融温度有关,高温有利于形成更高含量的β-PP。     

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。     

超临界二氧化碳作用下含β成核剂等规聚丙烯的结晶行为

研究了含有β成核剂等规聚丙烯在CO2环境中的结晶行为。分别使用X射线衍射仪、差示扫描量热仪及红外光谱仪研究了样品中的β晶含量和β晶的热稳定性。结果表明,相对于常压N2环境,在CO2环境中生成的β晶在升温熔融过程中没有发现β-α重结晶现象,这意味着CO2环境中生成的β晶更稳定。而随着CO2环境中降温速率增大,结晶过程不完善,生成的β晶不稳定,升温熔融过程中逐渐发生了β-α重结晶现象。     

稀土β晶型成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了稀土类β晶成核剂(WBG)在不同添加量下,对聚丙烯(PP)力学性能以及热性能的影响.利用差示扫描量热(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)等测试方法对其成核效果进行了评价.结果表明,随着成核剂用量的增加,β晶相对含量随之单调增加,体系的冲击强度也随之提高;添加量为0.1%时,β晶相对含量＞90%,诱导生成的β晶PP(β-PP)的冲击强度达到最大值,比纯PP(α-PP)提高了近2倍;当成核剂用量＞0.1%时,虽然体系中β晶相对含量保持稳定值,但热变形温度随着成核剂浓度的增加而持续逐渐增大.同时,经历多次热处理后,β晶的相对含量基本保持不变,显示出该成核剂具有良好的加工稳定性.     

PP／EPDM共混物的X射线衍射研究

用WAXD研究PP/EPDM共混物的结果表明,PP晶相中除了主要含有α-单斜晶型PP之外,还存在β-六方晶型PP结构特征,这归结于试样的冷却速度以及EPDM充当了β-晶型PP的非均相成核剂。β-晶型含量(K)取决于共混物组成,在10％EPDM时,K有极大值(19.53％)。本文还研究了β-晶型的形成对α-晶型结构的影响,共混物中EPDM含量为10％时,α-晶型的表观晶体尺寸、峰强度以及共混物的总结晶度均有极小值。     

大分子相容剂改性纳米CaCO3 / PP复合材料的非等温结晶行为

熔融混炼制备了4 种大分子相容剂改性的纳米CaCO₃ / PP 复合材料, 用DSC 和WXRD 研究了复合材料中PP 的结晶与熔融行为。结果表明, 纳米CaCO₃对PP 结晶存在异相成核作用, 并诱导PP 形成β晶。相容剂丙烯酸接枝聚丙烯( PP-g-AA) 和马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MA) 也存在异相成核作用, 提高PP 结晶温度。PP-g-AA、PP-g-MA 和马来酸酐接枝乙烯2辛烯共聚物(POE-g-MA) 与纳米CaCO₃存在异相成核协同作用, 进一步提高PP 的结晶和熔融温度, PP-g-MA 和POE-g-MA 还促使纳米CaCO₃诱导PP 生成β晶。但马来酸酐接枝乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA-g-MA) 则阻碍纳米CaCO₃对PP 的异相成核作用。实验结果表明纳米CaCO₃ / PP 复合材料中PP 结晶的异相成核作用与纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用有关, 而纳米CaCO₃ / PP 界面的相互作用与相容剂的结构有关。      

PP/POE共混物的热行为与晶态结构

采用双螺杆挤出机熔融共混制备了不同组成的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物,利用差示扫描量热仪、偏光显微镜和广角X射线衍射系统研究了共混物的热行为与晶态结构。结果表明PP与POE之间具有一定的相容性,POE的异相成核作用提高了共混物中PP的结晶温度和结晶速率,有效地诱导β晶型PP的形成,增大了共混物中α晶型和β晶型PP的晶面表观厚度。另一方面,由于POE与PP之间存在较强的相互作用,POE大分子链使PP分子链的扩散和堆积受阻,从而导致PP/POE共混物总结晶度的降低。     

PP-g-MMA对PP/W力学性能和非等温结晶的影响

考察了增容剂聚丙烯接枝甲基丙烯酸甲酯(PP-g-MMA)对聚丙烯/硅灰石(PP/W)复合材料力学性能和非等温结晶行为的影响。用Avrami、Oza-wa、Mo、Dobreva、Kissinger等方法对非等温结晶的数据进行分析:ΔGca、ε、n、α参数表明,W自身有较强的异相成核活性,且会改变PP的结晶成核和生长机理;Kc、t1/2、F(T)、Tp、Xc参数表明,W的填充和PP-g-MMA的掺入,均会提高PP的结晶速率;ΔE和ε表明,W还起着阻碍PP大分子链或链段运动的作用,而PP-g-MMA则会进一步增强这种阻碍作用。由于PP-g-MMA的掺入,PP/W复合材料的刚性、强度和韧性均得以提高。     

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.     

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。     

二核铝酸酯对碳酸钙的改性作用及应用研究

用经二核铝酸酯处理过的L-CaCO_2与聚丙烯(PP)共混,共混物的力学性能和扫描电镜观察均说明这些铝酸酯有显著的隅联作用。以2DH-306作偶联剂,当共混物的L-CaCO_2/PP<25/75时,共混物的冲击强度比PP平均高出10kJ/m~2,比未改性的L-CaCO_2的共混物高出近30kJ/m~2。所用的L-CaCO_3对PP的β-晶有成核作用,二核铝酸酯对此作用有增强的协同效应。共混物PP结晶中的β-晶含量对共混物的断裂伸长率有重大影响。     

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.