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成核剂对硅微粉/PP复合材料的改性研究

研究了β成核剂和活性硅微粉对聚丙烯（PP）熔体流动速率、热变形温度及力学性能的影响,结果表明,单独使用28%活性硅微粉改性PP,PP/硅微粉复合材料的熔体流动速率没有降低,热变形温度从92.3℃提高到104.9℃,室温缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的1.48倍和2倍。此外,β成核剂和活性硅微粉协同在PP增韧方面效果显著,在活性硅微粉28%和β成核剂0.5%含量时,PP复合材料室温缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的1.7倍和3.5倍,PP热变形温度提高了34.4℃,拉伸强度和维卡软化点有少许降低。     

β晶型成核剂对PP结晶行为及性能的影响

采用X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热法研究了2种β晶型成核剂对聚丙烯(PP)结晶行为及性能的影响,并对α晶型PP与β晶型PP的宏观性能进行了分析。结果表明：加入β晶型成核剂后,PP晶型从α晶型转变为β晶型,冲击强度及热变形温度得到了大幅度提高。β晶型成核剂A可使PP的冲击强度提高近3倍;β晶型成核剂B可使PP的冲击强度提高近4．5倍,热变形温度提高约20℃。     

磷酸酯盐成核剂对聚丙烯性能的影响

以均聚聚丙烯(PP)为基体树脂,通过添加磷酸酯盐类成核剂TMP-1等改性方式,研究了该成核剂在不同添加量下对PP弯曲模量、拉伸屈服强度、悬臂梁缺口冲击强度以及热变形温度等性能的影响,通过差示扫描量热仪(DSC)与带可程序升降温控制热台的偏光显微镜(POM)考察了成核剂对PP结晶性能的影响。力学性能测试及偏光显微镜微观观察表明,磷酸酯盐类成核剂TMP-1可以有效提高PP的弯曲模量、拉伸屈服强度、热变形温度以及结晶速度,但是,悬臂梁缺口冲击强度则会明显下降。同时,测试数据表明,当成核剂TMP-1的添加量为0. 05%时,弯曲模量可以达到最大值(2 253. 82 MPa),与未添加成核剂的纯树脂相比,弯曲模量提高了81. 1%。     

β晶型成核剂对PP性能和结晶过程的影响

研究了β晶型成核剂及其含量对聚丙烯(PP)材料力学性能的影响,考察了不同注塑温度下材料的性能和结晶性能。添加成核剂后,PP晶型由α晶型转变为β晶型,材料韧性和耐热性大幅提高,加入质量分数为0.08%的成核剂使PP悬臂梁冲击强度提高了近6倍,热变形温度提高了10℃,材料性能和结晶过程强烈地依赖于加工条件,注塑温度仅改变40℃左右,材料简支梁冲击强度和β晶型含量却提高了2倍多。     

纳米硫酸钡与β成核剂改性聚丙烯的性能研究

通过熔融共混的方法,制备了纳米硫酸钡和β成核剂改性聚丙烯,并详细研究了纳米硫酸钡和β成核剂对改性聚丙烯的拉伸强度、冲击强度及热变形温度的影响。结果表明:相对纯聚丙烯,用纳米硫酸钡或β成核剂改性的聚丙烯冲击强度和热变形温度都提高了,改性后聚丙烯的拉伸强度略有降低。与纯聚丙烯相比,采用纳米硫酸钡和β成核剂改性聚丙烯的热变形温度明显提高,其冲击强度在纳米硫酸钡质量分数低于5%时,高于纯聚丙烯的。     

釜内制备β晶型聚丙烯

制备了传统的Ziegler-Natta催化剂,研究了采用釜内聚合添加β成核剂和采用釜外共混时添加β成核剂制备的β晶型聚丙烯(β-PP)的性能,结果发现:两种方法制备的PP中β晶含量都有所提高,产品的热变形温度及悬臂梁缺口冲击强度均有所改善。当釜内添加的β成核剂为430μg/g时,悬臂梁缺口冲击强度提高了30%左右,热变形温度提高了27℃左右。与釜外共混制备β-PP相比,釜内添加β成核剂制备β-PP时β成核剂用量更少,成核效果更显著。釜内添加154μg/g的β成核剂,其成核效果要好于釜外共混添加191μg/g的β成核剂。     

β成核剂和纳米SiO_2复合改性PP/POE复合材料研究

研究了纳米SiO2和β成核剂对PP/POE复合材料力学性能的影响,并用广角X射线衍射仪(WAXD)对其进行了表征。结果表明:纳米SiO2的加料方式影响PP/POE复合材料的力学性能,先将PP和纳米SiO2共混挤出,再与POE共混制备得到的复合材料冲击强度最高。当纳米SiO2含量为4%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。在PP/POE/纳米SiO2复合体系中的加入β成核剂后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,而韧性进一步提高,当β成核剂含量为0.4%时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,拉伸强度也明显提高。XRD表明,β成核剂在纳米SiO2改性PP/POE复合体系中能显著诱导β晶的生成。     

聚丙烯高效负载型β-PP成核剂

采用纳米CaCO3作为载体制备了负载型β-成核剂,该β-成核剂成核PP研究表明,负载型β-成核剂成核PP不仅β-成核能力和β-晶含量高于非负载型的传统β-成核剂,而且成核PP的拉伸模量和冲击强度也高于非负载型的传统β-成核剂,归结于纳米CaCO3和β-成核存在协同作用。     

成核剂提高PP/POE/碳酸钙复合材料力学性能与耐热性能的研究

研究了α晶型成核剂和β晶型成核剂对聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/CaCO3复合材料力学性能与热变形温度的影响,并考察了丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂作为特殊的β成核剂改性复合材料的效果。结果表明,α成核剂提高PP/POE/CaCO3复合材料的刚性;β成核剂增加复合材料的韧性;α成核剂与β成核剂的加入,均提高复合材料的热变形温度;AS树脂做特殊β成核剂能同时提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和热变形温度。     

β晶型成核剂增韧聚丙烯研究

研究了取代苯酰 胺类的新型β成核剂对聚丙烯力学性能的影响。并采用偏光显微镜，差示扫描量热法和广角X衍射对β成核PP的结晶形态进行了详细的表征，结果表明，加入β成核剂后，由于具有独特束状结构β晶型的生成，PP的刚性略有下降，但韧性却得到了很大的提高。当成核剂用量为0.6%时，β晶型相对含量最高，悬臂梁缺口冲击强度达到最大值91.3J/m，约为纯PP的4倍。     

β晶成核剂己二酸锌对等规聚丙烯成核效应的影响

合成了一种高效高选择性的等规聚丙烯(PP)β晶成核剂己二酸锌(Adi-Zn),研究了其用量对等规PP成核效应的影响。力学性能测试结果表明,随Adi-Zn用量增加,PP的冲击强度先升高后趋于稳定,当Adi-Zn用量为PP质量的0.6%时,成核PP的冲击强度达到最大,是未加Adi-Zn时的1.8倍,而拉伸强度和弯曲弹性模量略有降低。采用广角X射线衍射分析了Adi-Zn对PPβ晶型含量的影响,结果表明,Adi-Zn用量为PP质量的0.2%~0.8%时,β晶型含量保持在95%左右,说明Adi-Zn具有较高的成核效率和选择性。利用差示扫描量热仪和偏光显微镜考察了Adi-Zn对PP结晶温度和晶体形态的影响,结果表明,当Adi-Zn用量达到PP质量的0.6%时,成核PP的结晶温度提高了3.1℃。同时随着Adi-Zn的用量增加,Adi-Zn诱导生成了更多的高亮β晶型,并且明显细化了球晶尺寸。     

α和β成核剂对聚丙烯力学性能的影响

研究了α和β成核剂对聚丙烯力学性能的影响。结果表明；α成核剂的加入使聚丙烯结晶度增大，从而使刚性增加，冲击强度总体呈下降趋势；β成核剂的加入使聚丙烯中β晶含量大幅度地提高，β晶独特的束状聚集结构在受力时产生裂纹带，从而使拉伸强度和拉伸模量下降，而韧性大大增加；在β成核剂质量分数为0.6%时，简支梁缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值，皆为聚丙烯的两倍多。     

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.     

云母与成核剂复配改性PP

采用云母和成核剂填充改性聚丙烯(PP),研究了复合材料的力学性能、结晶性能及耐热性能。结果表明:云母可有效提高PP的弯曲强度及模量、悬臂梁缺口冲击强度和耐热性能;少量成核剂NA11和表面活性剂硬脂酸钙可使PP/云母复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度较纯PP分别提高10.4%,32.9%,92.6%,9.2%,热变形温度由纯PP的105℃提高到135℃;云母及NA11对PP具有异相成核作用,复合材料的结晶温度明显提高,晶粒细化、致密。     

β成核剂改性PP力学性能与结晶性能的研究

使用X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)研究了β成核剂(CHJ1和CHJ2)对聚丙烯(PP)结晶性能和力学性能的影响。结果表明:CHJ1是一种高效的β晶成核剂,β晶相对含量可达74%~88%,其可使PP的结晶温度向高温方向偏移;CHJ1的加入提高了PP的冲击性能和热变形温度,其简支梁冲击强度可提高2.5倍,热变形温度最高可达109℃,添加质量分数0.1%CHJ1的PP可应用于锂电池隔膜的成型。     

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%。     

成型温度对β晶型聚丙烯冲击强度的影响

在两种不同等规聚丙烯中(iPP1,iPP2)加入0.1%的β-成核剂,通过测定其23℃=、-20℃下的冲击强度,研究β晶聚丙烯的韧性随成型温度的变化规律.高β晶含量的iPP的冲击强度比α-iPP明显提高.随着成型温度上升,高β晶含量的iPP在23℃下的冲击强度降低.而成型温度在80～100℃区间时,-20℃下的冲击强度呈峰值.差示扫描量热仪分析结果表明,随着成型温度的升高,iPP-B样品中β晶的相对含量先上升后下降,在100℃附近出现峰值,与-20℃冲击强度呈正相关性.