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PP结晶性能的影响

研究了β成核剂对PP结晶性能的影响,并对β晶型PP进行了DSC扫描分析和广角X射线衍射分析。结果表明:β成核剂能显著改善PP的结晶性能,添加了β成核剂的PP,在DSC扫描图上出现了代表β晶型的熔融结晶峰,出现了熔融双峰;广角X射线衍射(WAXD)谱图上,在16.0°、21.0°的位置出现了两个尖锐的代表β晶型的β(300)和β(301)衍射峰。通过分析DSC和WAXD中出现的代表β晶型的峰强度,可以得出β成核剂的质量分数为0.5%时,β晶的质量分数最高,β晶的质量分数达28%。     

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。     

不同成核剂成核聚丙烯的结晶行为与力学性能

制备了６种成核剂成核聚丙烯（ＰＰ）母料研究了成核母料和成核母料／ＰＰ的结晶,熔融行为,力学性能和透明性等物理性能,不同成核在成核母材料和成核母料／ＰＰ中对ＰＰ的结晶与熔融行为以及性能有不同的作用,观察到成核型Ａ成核ＰＰ具有较高的结晶温度与综合性能,而成核剂Ｂ成核ＰＰ的透明性较好。     

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%。     

稀土β成核剂改性PPR力学与结晶性能研究

研究了稀土β成核(剂WBG-1改)性无规共聚聚丙烯(PPR的)力学行为,并利用热台偏光显微镜和广角X射线衍射观察和分析了WBG-1改性PPR的晶型和结晶形态。结果表明:随着WBG-1用量的增加,PPR的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量呈现先降后升趋势,而其冲击强度和断裂伸长率呈现先升后降的趋势,且在WBG-1用量为0.3%时均达到最大值;添加WBG-1后改,性PPR的β晶含量和结晶速度明显提高。     

成核剂对阻燃PP结晶和力学性能影响

研究了成核剂有机山梨醇类、取代芳基磷酸酯盐和有机羟基铝盐三种不同成核剂对阻燃聚丙烯(PP)改性塑料力学性能影响,并通过差示扫描量热仪(DSC)表征成核剂对阻燃改性PP结晶的影响.结果表明成核剂有利于改善阻燃PP力学性能,提高PP的结晶峰温度和晶粒均匀度,其中取代芳基磷酸酯盐类成核剂的效果最好.     

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。     

冷却速率对β成核剂改性PP结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪研究了冷却速率对β成核剂改性聚丙烯(PP)结晶行为的影响。冷却速率越慢,高温停留时间越长,则PP中β晶型含量越高,PP的冲击强度越高。冷却速率为5℃/min时,PP中β晶型质量分数达86.12%;冷却速率为20℃/min时,β晶型质量分数为72.04%;而当试样以极快速冷却时,β晶型含量为0。β晶型PP的结晶速率慢于α晶型PP,只有在较高的温度范围内等温结晶时,β晶型PP的结晶速率才快于α晶型PP。因此,一般加工工艺条件下β晶型含量较少。     

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℃。     

β成核剂改性均聚PP非等温结晶动力学研究

用差示扫描量热法对均聚聚丙烯(PPH)和添加β成核剂的PPH(β-PPH)的非等温结晶过程进行了研究,并分别用修正Avrami方程的Jeziorny法、Ozawa法及莫志森法处理非等温结晶过程。结果表明:Jeziorny法和莫志森法均能很好描述PPH和β-PPH的非等温结晶动力学;而采用Ozawa法分析PPH和β-PPH的非等温结晶过程效果不理想。     

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。     

β成核剂协同增韧PP/POE复合材料性能研究

将β成核剂加入到PP/POE(聚丙烯/聚烯烃弹性体)体系中,进行熔融共混,经成型加工制备标准样条,测试样条的拉伸性能、冲击性能、结晶性能以及热力学性能。研究结果表明:β成核剂的加入可有效改善PP/POE力学性能最佳;β成核剂的加入可有效改善PP/POE体系的结晶情况,随着POE在体系中含量的增加,结晶度呈现逐渐减小的趋势。     

β成核剂对抗冲聚丙烯共聚物的结晶和力学性能研究

分别用α晶型成核剂和β晶型成核剂对抗冲聚丙烯共聚物（iPP）的结晶和力学性能进行研究,并用偏光显微镜（POM）、广角X射线衍射仪（WAXD）和差示扫描量热仪（DSC）对其进行了详细的表征。结果表明,α和β成核剂使iPP的起始结晶温度（ton）提高15.3℃和12.7℃,结晶峰温度（tp）提高17℃和13.7℃,结晶速率加快。两种成核剂都能使球晶细化,使结晶更加均匀化、规整化,从而使结晶度增加。α成核剂（TMA-3）使iPP的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率分别提高到23.43MPa、22.27kJ/m2和788%;β成核剂因主要是改变球晶的形态,形成与α球晶完全不同的β晶型,使iPP的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率的提高比α成核剂显著,分别达到24MPa、32.81kJ/m2和861%。     

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。     

成核剂对增韧聚丙烯力学性能和结晶行为的影响

研究了成核剂对ＰＰ／ＰＯＥ共混物的力学性能和结晶行为的影响。加入成核剂提高了共混物的冲击强度和弯曲模量,使ＰＰ／ＰＯＥ共混物的刚性韧性得到了很好的平衡,同时,成核剂提高了ＰＰ／ＰＯＥ共混物的结晶速率和结晶温度,减小了球晶的尺寸,有利于力学性能的提高和缩短加工时间。     

XT-β晶型成核剂在PP中的应用

研究了XT-β晶型系列成核剂用于聚丙烯(PP)的改性,对试样的结晶性能、力学性能等进行了分析,评价了XT-β晶型成核剂的实际应用效果。结果表明：在PP中引入XT-β晶型成核剂后,试样的球晶尺寸明显减小,广角X射线衍射谱图出现了典型的口晶型特征衍射峰;试样的结晶速率、结晶温度明显提高,差示扫描量热法谱图出现a晶型、β晶型2个熔融峰,β晶型含量达到总结晶量的50％-80％;XT-β型成核剂可使体系保持较好的力学性能,PP负荷下热变形温度提高15～40℃。     

稀土β成核剂对PP/OBC共混体系力学和结晶性能的影响

以均聚聚丙烯(PP)为原料,乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)为增韧材料,稀土化合物(WBGⅡ)为β成核剂制备了PP/OBC共混体系,分析了WBGⅡ对PP/OBC共混体系结晶性能、晶型和晶体形态的影响,并测试了共混体系的力学性能。结果表明,随着OBC含量的增加,PP/OBC共混体系缺口冲击强度和断裂伸长率明显增大,拉伸强度和弯曲强度随之下降;含1.0%WBGⅡ母粒、15%OBC的PP/OBC共混体系,在152℃附近出现β晶型的特征熔融峰,结晶温度比纯PP提高了10.88℃,β晶型相对含量为21.94%,PP球晶尺寸减小,缺口冲击强度和断裂伸长率分别提高了264.82%和367.66%。     

复合β成核剂对PP结晶行为的影响

采用一种由超细全硫化粉末橡胶粒子与芳酰胺类β成核剂复配的新型复合成核剂对聚丙烯(PP)进行改性。通过差示扫描量热法对比了复合成核剂改性PP以及芳酰胺类β成核剂改性PP的结晶温度、等温结晶动力学及非等温熔融行为。超细全硫化粉末橡胶粒子对芳酰胺类β成核剂起到助分散的作用,芳酰胺类β成核剂随着粉末橡胶更均匀地分散到PP中,成核效率显著提高。复合成核剂中少量的芳酰胺类β成核剂即可明显提高PP的结晶速率,同时获得高含量的β晶型。PP中复合成核剂的质量分数为0.15%时比较理想。     

成核剂对PP结晶行为及力学性能影响的研究

选择适宜的成核剂，对ＰＰ／成核剂共混物结晶动力学、结晶形态及力学性能进行综合研究，得出所选用的酸胺类成核剂对ＰＰ的结晶参数、结晶形态、宏观物性的影响结果。