成核剂TMB-5对聚乳酸结晶性能的影响

采用差示扫描量热仪、偏光显微镜、广角X射线衍射仪等研究了成核剂TMB-5对聚乳酸(PLA)结晶性能的影响。结果表明:随着成核剂含量的增加,PLA的结晶性能得到明显改善。非等温和等温结晶速率明显加快,非等温结晶峰向高温方向偏移,等温结晶的半结晶时间缩短;在w(TMB-5)为0.5%、温度为126℃时,半结晶时间低至1.6 min;此外,PLA在136℃条件下等温结晶的晶型为α晶,加入TMB-5对PLA等温结晶的晶型无影响。     

成核剂TMC-306对聚乳酸结晶及力学性能的影响

针对聚乳酸结晶速率慢和冲击强度低的问题,采用添加成核剂TMC-306与L-聚乳酸(PLLA)熔融共混,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(WAXD)、偏光显微镜(POM)等测试手段考察了成核剂TMC-306对PLLA结晶和性能的影响。结果表明,添加TMC-306的PLLA在降温过程中出现了明显的结晶峰;等温结晶分析表明TMC-306的加入缩短了PLLA结晶时间、结晶速率加快,且结晶速率随着温度的升高而加快。另外,PLLA的成核密度增加、球晶尺寸减小,但对PLLA晶型没有影响。同时,成核剂TMC-306的添加使得PLLA的拉伸强度和弯曲强度降低,而耐热性和缺口冲击强度得以改善,在TMC-306含量为0.4%时,PLLA的冲击强度提高了2.7倍。     

一种新型聚丙烯成核剂的合成及表征

以邻苯二甲酸和异丙醇铝为原料,合成了新型的邻苯二甲酸羟基铝盐类聚丙烯成核剂(OXA)。利用热重分析、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜分别考察了成核剂的热稳定性及其对等规聚丙烯（iPP）的晶型、结晶行为和结晶形态的影响,同时,还考查了成核剂对iPP力学性能的影响。结果表明,OXA是一种有效的聚丙烯α晶型成核剂,当添加量为0.3 %（质量分数,下同）时,iPP的结晶温度可提高13.26 ℃,结晶度由纯iPP的52.49 %提高到58.37 %,同时可显著细化iPP球晶;也明显提高了iPP的拉伸和弯曲强度,拉伸强度由36.18 MPa提高为43.41 MPa,弯曲强度由46.19 MPa提高至50.89 MPa。     

相对分子质量对β晶型等规聚丙烯性能的影响

利用熔体流动速率来反映等规聚丙烯(IPP)的相对分子质量,在添加自制β成核剂的条件下通过力学性能测试、差示扫描量热仪以及X射线衍射仪研究了相对分子质量对β晶型等规聚丙烯(β-PP)热行为、晶型组成和力学性能的影响。结果表明,加入β晶型成核剂后,IPP结晶温度、热变形温度均增加10℃左右,β晶型相对含量增加至60%～70%;相对分子质量较高的β-PP冲击强度提高一倍以上,相对分子质量较低的β-PP冲击性能改善有限;β-PP的弯曲模量和弯曲强度均下降,相对分子质量越低降低幅度越大。     

分子筛负载马来酸酐及改性PP的研究

通过物理吸附将马来酸酐(MAH)负载在分子筛上,经母料法熔融制备了PP/分子筛复合材料.采用DSC、POM和电子拉力机等方法对复合材料的结晶行为和力学性能进行研究.结果表明:分子筛对PP结晶起到异相成核作用,随分子筛用量增加,复合材料的结晶温度由纯PP的116.3℃提高到119.5℃,结晶热焓逐渐减小,熔融热焓逐渐增大,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有不同程度的提高.低MAH负载量的分子筛(质量分数3%)有助复合材料力学性能的进一步提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别由纯PP的35.3 MPa、45.2 MPa、1.47 GPa及2.24 kJ/m2提高到37.6 MPa、53.5 MPa、1.85 GPa及3.01 kJ/m2.MAH具有诱导PP形成β晶的倾向,150℃附近的β晶熔融峰强度随MAH用量增加而提高.     

滑石粉、碳酸钙填充聚丙烯复合材料非等温结晶行为的对比研究

运用熔融共混法分别制备了聚丙烯/滑石粉、聚丙烯/碳酸钙复合材料,借助于示差扫描量热法和热台偏光显微镜研究了复合材料的非等温结晶形态及其结晶行为。结果表明：滑石粉、碳酸钙对聚丙烯结晶形态和结晶性能的影响有很大不同。滑石粉有明显的异相成核作用,使聚丙烯球晶的数量增加、尺寸变小;而碳酸钙几乎未表现出成核作用,加入后反而使聚丙烯得到大而完善的球晶,黑十字消光现象明显。滑石粉会使聚丙烯的结晶温度和熔融温度升高,结晶度增大;而碳酸钙则使聚丙烯的结晶温度明显降低,熔融温度及结晶度几乎不受影响。     

成核剂对聚乳酸结晶行为及热性能的影响

采用熔融共混法制备了聚乳酸/成核剂复合材料,通过结晶速率测试仪、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和负荷热变形温度测定仪对材料的结晶行为及热行为进行了研究。结果表明:与滑石粉相比,多酰胺类化合物(TMC)在聚乳酸基体中的成核效果更为明显,TMC的加入未改变聚乳酸的晶型,但显著提高了聚乳酸的结晶速率和结晶度;当所有样品在120℃下退火2 min时,与纯聚乳酸及滑石粉成核的聚乳酸相比,TMC成核的聚乳酸耐热温度最高,可达105.6℃。     

滑石粉对PB-1熔融、结晶行为的影响

采用双螺杆挤出机熔融制备了聚丁烯–1(PB-1)/滑石粉复合材料,研究了滑石粉含量对PB-1熔融及结晶行为的影响。结果表明,滑石粉显著促进了PB-1的结晶过程,其成核能力在滑石粉质量分数为1%时最佳。非等温结晶动力学研究表明,在滑石粉的实验用量范围内(1%～10%),要达到相同的结晶度,PB-1/滑石粉复合材料的完成温度明显高于纯PB-1的完成温度。当滑石粉质量分数为1%～5%时,要达到相同的结晶度,PB-1/滑石粉所需的时间明显比纯PB-1短;当用量为7%时稍短;当用量为10%时又稍长。但滑石粉不影响PB-1的依热成核方式和三维生长机制。偏光显微镜结果表明滑石粉对PB-1的异相成核作用显著。广角X射线衍射研究表明滑石粉阻碍了PB-1由晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变过程,使晶型转变变缓。     

单轴取向聚乳酸制品的结晶行为研究

借助差示扫描量热仪(DSC)、广角 X 射线衍射仪(WAXD)研究了单轴取向后聚乳酸(PLA)膜片的结晶行为,实验发现,取向后样品的 DSC 曲线在熔融过程出现了2个熔融峰,对应于 WAXD 图谱中29.9°和31.0°这2个晶面衍射峰。结果表明,拉伸取向能够提高制品的结晶度,同时发生晶型转变;当拉伸温度不低于110℃、拉伸倍率不小于400%时,出现了(003)β晶面衍射峰,部分α晶向β晶转变,滑石粉能促进此过程发生,添加1份滑石粉可使 PLA的结晶度从18.5%提高至37.48%。     

多种成核剂对PBS结晶及力学性能的影响

本文研究了滑石粉、TMB-5、碳酸钙、硫酸钙晶须、高岭土等五种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响。偏光显微镜的观察结果显示了成核剂能细化PBS的球晶尺寸,提高球晶排列的规整度;热分析结果表明添加成核剂能提高PBS的结晶温度,加快PBS的结晶速率;结晶性能的改善又直接造成PBS力学性能的提高,其拉伸强度和冲击强度都有明显上升。五种成核剂中以滑石粉的效果最为突出,能使PBS的结晶温度上升11℃,拉伸强度提高了4.4MPa。     

滑石粉的成核作用对尼龙66的力学性能及非等温结晶行为的影响

研究了滑石粉,尼龙66样品的力学性能及非等温结晶行,探讨了滑石粉的比表面积和表面改性对尼龙66力学性能和非等温结晶过程的影响。结果表明：滑石粉的加入改善了尼龙66的拉伸性能和弯曲性能,冲击性能下降,表面处理后的滑石粉更有助于尼龙66性能的改善；滑石粉的比表面积对拉伸性能和冲击性能影响不大,对弯曲性能有较大影响；滑石粉的异相成核作用可提高尼龙66的结晶温度,滑石粉比表面积的增加和表面处理更有利于尼龙66结晶温度的提高。     

PA6/SMA/LGF复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/苯乙烯-马来酸酐共聚物/长玻璃纤维(PA6/SMA/LGF)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、热变形温度及力学性能测试等手段研究了LGF含量对PA6/SMA/LGF复合材料熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的结晶温度、结晶度以及熔融焓均先升高再降低,而且复合材料的最大分解温度较纯PA6显著提高;另外,随着LGF含量的增加,PA6/SMA/LGF复合材料的热性能及力学性能均明显改善,其中当LGF含量为27%时,复合材料的热变形温度、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度分别增至206.0℃、227.8 MPa、7 335 MPa、180.6 MPa和18.7 kJ/m2。     

硅灰石替代滑石粉在聚丙烯复合材料中的应用

分别采用滑石粉和硅灰石作为无机填料,在聚丙烯(PP)复合材料中添加不同份数的硅灰石和滑石粉并对其综合性能进行系统研究,采用扫描电子显微镜、万能力学性能试验机、冲击试验机、收缩率测定仪和微卡热变形温度测定仪等对无机粉体的颗粒大小、微观形貌和冲击断面形貌以及复合材料的拉伸和弯曲及冲击性能、收缩率、热变形温度进行了测试。研究结果表明：随着硅灰石粉添加量的逐渐增大,PP复合材料的拉伸强度和收缩率逐渐下降,当滑石粉添加量为20份时,拉伸强度为31.979 MPa,收缩率为1.54%,当硅灰石全部替代滑石粉添加量为20份时,拉伸强度下降到29.022 MPa,收缩率下降到1.32%;复合材料的冲击强度先上升后下降,当硅灰石粉和滑石粉添加量均为10份时,PP复合材料的冲击强度达到最大值,为4.302 kJ/m²;PP复合材料的弯曲强度和热变形温度逐渐提升,当滑石粉添加量为20份时,弯曲强度为49.462 MPa,热变形温度为91.2℃,当硅灰石全部替代滑石粉添加量为20份时,弯曲强度上升至58.33 MPa,热变形温度上升至111.7℃。     

滑石粉、氧化锌柱撑有机皂石复合填料对聚乳酸结晶及性能的影响

以改性滑石粉与氧化锌柱撑有机皂石为添加助剂,通过溶液插层法制备了聚乳酸基纳米复合材料。研究了该复合材料的微观结构、热性能及力学性能。结果表明,滑石粉层间距被增大,硅烷偶联剂（KH570）被有效包覆在滑石粉片层表面;添加0.3份氧化锌柱撑有机皂石时,聚乳酸复合材料的拉伸强度达到40.3MPa,比纯聚乳酸增加了约140.9%;改性滑石粉与氧化锌柱撑有机皂在聚乳酸基中起到了良好的异相成核作用,氧化锌柱撑有机皂石含量为0.3份时复合材料的结晶度与纯聚乳酸提高了87.0%,热分解温度提高了7.07oC。     

高模量高抗冲聚丙烯复合材料的制备及性能研究

通过熔融共混法研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、滑石粉和高密度聚乙烯(PE-HD)的含量对高模量、高抗冲聚丙烯(PP)复合材料力学性能、结晶行为、热分解行为以及相态的影响。结果表明,PP与POE的黏度比越小,PP/POE复合材料的韧性越好;当PP/POE/滑石粉/PE-HD复合材料的质量比为13/4/12/3时,综合力学性能最佳;相比纯PP,复合材料的弯曲模量提高了60.1%,缺口冲击强度提高了435.9%,拉伸强度和弯曲强度分别降低了27.4%和17.4%;PE-HD能够增强PP与POE的界面相互作用,提高复合材料的韧性;加入滑石粉和PE-HD均可提高复合材料的起始分解温度以及最大热失重速率温度,提高了复合材料的热稳定性。     

阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料的制备与表征

采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为增塑剂增塑聚乳酸,添加改性香蕉纤维和膨胀型阻燃剂(IFR)制备阻燃香蕉纤维增强聚乳酸复合材料.研究结果表明,偶联剂处理纤维的效果最好,使复合材料的拉伸、弯曲强度分别达到57.49MPa、101.80MPa,与扫描电子显微镜(SEM)的结果一致;IFR含量为5份(以聚乳酸为100份计)时综合性能最佳,材料的极限氧指数达到了 32.8%,垂直燃烧实验达到了 V-0 级(UL-94),材料的拉伸和弯曲强度分别为43.97 MPa 和87.95MPa,效果最好.热失重研究结果表明,阻燃香蕉纤维的加入能明显提高聚乳酸的热分解温度和残炭量.     

木粉对聚乳酸/木粉复合材料非等温冷结晶的影响

采用熔融共混法制备了聚乳酸/木粉复合材料,通过差示扫描量热法和偏光显微镜研究了木粉对复合材料非等温冷结晶行为的影响。结果发现:添加质量分数为4%的木粉,可以使聚乳酸的结晶度提高4.1%、结晶温度降低11.8℃、结晶速率加快。修正后的Avrami方程和MO方程能准确地描述非等温冷结晶过程。聚乳酸和聚乳酸/木粉复合材料的Avrami指数约为3,木粉质量分数为4%时,结晶速率常数最大。利用Kissinger模型计算的复合材料的结晶活化能为62.5 k J/mol,木粉使复合材料成核密度增加,球晶数量增多。     

聚乳酸在二氧化碳作用下的冷结晶

利用差示扫描量热仪研究了聚乳酸（PLA）在常压下的等温冷结晶行为,并用偏光显微镜观测了不同温度下等温结晶100 min的PLA样品的结晶形态;以二氧化碳（CO2）为介质,利用高压釜在5 MPa压力、不同温度下制备了冷结晶过程中的等温结晶100 min的PLA样品,分别利用偏光显微镜和广角X射线衍射仪对比了常压和CO2作用下PLA产生的球晶形态和晶型结构。结果表明,CO2对PLA有显著的增塑作用,可以增强PLA分子链的活性,使其在较低的温度下发生冷结晶;与常压相比,PLA在CO2作用下冷结晶形成的球晶尺寸减小球晶数量增加球晶完善程度提高,但最终结晶度降低。     

β-PP的结晶和熔融行为

通过差示扫描量热法(DSC)研究了冷却速率、加热速率以及等温结晶温度和时间等参数对一种市售β-PP形成β晶相对含量的影响。在非等温结晶过程中,较慢的冷却速率有利于β晶的生成和完善;在加热过程中,由于β晶不稳定引起的β-α转变会影响DSC测试结果:升温速率越低,β-α转变越显著,但升温速率过快又会影响DSC的分辨率。研究结果表明:利用10℃/min的升温速率进行β晶相对含量的测试和计算较合理;在等温结晶过程中,β-PP的最佳等温结晶温度是130℃。在该温度下进行等温结晶,只需5 min即可使β-PP的β晶相对含量高达90%,若继续提高等温结晶时间,可以进一步提高β晶相对含量。     

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。