向列相液晶共聚物作为β晶成核剂对等规聚丙烯结晶结构与热性能的影响

采用接枝聚合的方法,合成了一种新型聚硅氧烷类向列相液晶共聚物(LCP-H4),然后将LCP-H4与PP在一定工艺条件下密炼共混,得到了一系列的共混样品,采用WAXD、POM与DSC等研究了LCP-H4作为成核剂对PP样品结晶结构、形态与热性能的影响.结果表明,具有独特"液晶"性能的LCP-H4为PP结晶提供了更多的带自由能的晶核与较多的活性点,起到了异相成核的作用,既提高了PP的结晶速度、结晶温度和结晶度,又减小了球晶的尺寸,同时也改变了PP的结晶结构、形态及热力学与动力学,诱导出了β晶.此外,随着增加LCP-H4的含量及结晶温度,对应PP试样的β晶含量(Kβ)呈现先增加后降低的趋势,当LCP-H4含量为0.9%,在128℃等温结晶1h,对应成核PP的Kβ最大,为54%.     

液晶共聚物作为β晶成核剂诱导等规聚丙烯结晶结构的研究

等规聚丙烯（PP）是一种具有同质异晶结构的半结晶高分子,呈现α,β,γ,δ和拟六方体5种形态,其结晶结构直接影响PP材料最终的物理与机械性能．研究发现,β晶PP具有良好的冲击韧性和热变形温度高等特点,使用β晶成核剂在PP中诱发稳定的卢晶是目前制备卢晶PP的有效途径．目前报道的PP的β晶成核剂基本上都是小分子化合物,而有关聚合物类β晶成核剂的研究报道很少,2007年Yu等报道了以刚性聚合物（聚苯乙烯等）作为β晶成核剂诱导PP结晶行为的研究．高分子成核剂不仅具有与PP类似的结构,同时在分散性和相容性等方面性能突出．     

纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的影响

以大豆油/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚丙烯(PP)微孔膜.研究了纳米碳酸钙成核剂、纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对PP/大豆油/DBP(30/42/28,质量比)混合体系中PP结晶、熔融性能和PP微孔膜微观结构的影响.结果表明,单一纳米碳酸钙成核剂加入量为PP的0%~4%(质量百分率)时,PP/DBP/大豆油体系中PP熔融曲线上对应的峰值温度(Tpm)降到150.7~151.3℃,而纯PP的熔融峰值温度为165℃;DSC实验结果还显示加入1%~4%纳米碳酸钙和0.5%庚二酸后,导致PP的熔融曲线上出现了熔融双峰,说明纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂与单一成核剂相比有明显地促进β晶生成的作用,宽角X射线衍射(WAXD)实验进一步证实了β晶的存在.单一纳米碳酸钙成核剂对PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构影响不大;加入纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂明显影响PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构,其中0.5%庚二酸和1%纳米碳酸钙组成的复合成核剂制得的PP微孔膜的球晶结构明显,微孔膜孔径小且分布均匀;进一步增加纳米碳酸钙用量,PP微孔膜生成了许多细小的边界模糊的不规则结晶,微孔膜孔径不规则且尺寸较大,这与此时PP形成β晶结构有关.     

成核剂含量对β晶相聚丙烯结晶与熔融行为的影响

用DSC研究了β成核剂含量对β聚丙烯在等温与非等温结晶条件下的结晶与熔融行为的影响,发现当成核剂含量为0.005％时,结晶焓△H_c、β晶的熔融焓△H_(mβ)及熔点T_(mβ)均为最大,而α晶的相对含量最小.广角X-衍射数据表明,成核剂含量高的试样的(301)衍射峰的相对强度下降,反映分子链排列的纵向有序性降低.根据聚丙烯分子在β成核剂上附生结晶的成核机理解释了上述结果.     

具有环状结构的二氧化硅微聚集体的制备、表征及应用

通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅溶胶,并采用喷雾干燥法对其进行形态调控.扫描电镜(SEM)结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成均匀的具有环状结构的二氧化硅微聚集体(PC16MS).通过熔融共混制备了二氧化硅/聚丙烯(PP)纳米复合材料,研究了PC16MS的加入对其微观结构、晶体结构、结晶行为、球晶形态、结晶成核密度和球晶生长速率等方面的影响.采用差示扫描量热(DSC)、偏光相差显微镜(POM)和广角X射线衍射(WAXRD)分析表明,在PP结晶初始阶段,PC16MS的加入大幅度提高了基体材料的成核密度,且使晶粒细化,缩短了结晶时间;当添加2%(质量分数)的PC16MS时,复合材料的结晶温度相对于纯PP提高了10.4℃,成核效率达到39.1%,优于大部分无机成核剂的成核效率.在相同条件下,添加2%未经过喷雾干燥处理的纳米二氧化硅(NC16MS),复合材料的结晶温度相对于纯PP提高3.26℃,成核效率达到12.3%.结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成的均匀介稳态微聚集体在熔融挤出过程中重新分散成纳米粒子,从而有效提高了二氧化硅作为成核剂的成核效率.     

丙烯酸改性卤锑阻燃PP的结晶形态

用双螺杆挤出机制备了丙烯酸改性Sb2O3/聚丙烯母料,并注塑成Sb2O3/DBDPO阻燃PP样条.用偏光显微镜和广角X射线研究了阻燃PP中PP的结晶形态.结果表明Sb2O3对PP结晶形态的影响不同于十溴联苯醚（DBDPO）的,根据球晶形态,Sb2O3对PP的异相成核作用比DBDPO的明显,虽然在Sb2O3/PP母料中无β球晶,但在DBDPO/PP和阻燃PP中存在β球晶.对于丙烯酸改性阻燃PP,PP的结晶形态取决于丙烯酸用量,随着丙烯酸用量增加,在高DCP用量条件下,容易形成β球晶.     

硅灰石填充聚丙烯复合材料性能的研究

本文研究了硅灰石填充聚丙烯(含乙烯22％)复合材料的热学、广角X-射线衍射和动态力学性质。复合材料中β晶含量随硅灰石含量增高而增加。试样的熔融及结晶行为表明,所有硅灰石填充试样均含有α和β两种晶型,4个结晶熔融转变;而未填充试样只有a晶型,2个结晶熔化转变。在DSC曲线上,β晶在升温过程中转变成α晶型。硅灰石填料对聚丙烯动态力学性能的影响表明,硅灰石起到了增强剂和β晶成核剂的双重作用,填料硅灰石已进入聚丙烯的结晶相。     

SSBR/TPI共混体系中TPI的结晶、成核及动力学研究

研究了不相容共混体系溶聚丁苯橡胶(SSBR)/反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)共混体系的结晶行为.当SSBR含量较低时,SSBR/TPI共混物的成核密度降低,晶体生长速率降低,等温结晶速率降低,非等温结晶峰移向低温,SSBR抑制了α-TPI的生成,SSBR/TPI共混体系总结晶度降低,但TPI的相对结晶度升高,结晶行为与热力学相容的结晶/非晶共混体系一致;当SSBR含量较高时,随着SSBR含量增加,体系的成核密度增加,球晶的生长速率显著降低,SSBR显著抑制了α-TPI的生成,共混体系以β晶为主.     

填充间规聚苯乙烯的结晶

间规聚苯乙烯(sPS)性能取决于结晶行为与晶型,sPS结晶行为与形态有许多研究.本文重点综述了黏土、纳米CaCO3、滑石粉、SiO2、Mg(OH)2、TiO2,和成核剂等对sPS结晶行为、结晶形态、熔融特性与晶型的影响.认为sPS结晶行为与晶型取决于成核能垒.成核能垒低,有利于形成α-晶.熔融温度提高,提高成核能垒,有利于形成β-晶.填料加入阻碍sPS结晶成核,提高成核能垒,有利于形成β-晶.成核剂加入,降低成核能垒,有利于形成α-晶.     

聚丙烯合金PP-c的晶相结构及形态

用偏光显微镜和广角X射线衍射研究了聚丙烯合金PP c的结晶形态.发现PP -c的晶相结构中不仅存在α-晶型聚丙烯(α- PP ) ,也存在着β-晶型聚丙烯(β-PP) .计算了不同乙烯含量PP c的结晶度和β- PP含量.表明随着乙烯含量的增加,β- PP的含量增加,而PP- c的结晶度下降.通过与同等熔融结晶条件下等规聚丙烯(iPP)的结晶形态相比较,发现乙烯组分含量的增加,改变了球晶的生长状况,降低了PP- c晶相的晶体完整性.     

聚丙烯—聚对苯二甲酸乙二酯共混物的扫描电镜观察(Ⅱ)

使用扫描电镜和化学蚀刻的方法研究了聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共混物(PP:PET:9:1)在不同温度结晶时的形态结构,并与在相应条件下结晶的纯PP样品作比较。结果表明:(1)纯PP在0℃结晶时没有观察到明显的球晶,部分区域呈树枝晶,在30℃以上结晶时呈三类不同形态球晶;在0—140℃范围结晶的PP—PET共混物中都没有观察到第三类球晶和树枝晶。(2)在0—140℃温度下结晶的共混物中两组份互不相溶,PET都是以直径为1—5μ的小球分散在PP连续相的球晶内和球晶之间;PET的加入使PP球晶的尺寸比在相应条件结晶的纯PP球晶小,同时球晶的大小也随结晶温度降低而变小;PET小球与PP连续相之间存在着易受蚀刻的界面层。     

自成核对等规聚丙烯结晶行为和性能的影响

结晶聚合物的结晶动力学影响其形态结构 ,而形态结构的变化对材料的性能有着重要的影响 [1] .成核剂能有效地降低聚合物的球晶尺寸 ,提高材料的性能 [2 ] ,因此被广泛地应用于工业生产中 .自成核 (self- seeding nucleation)是指聚合物自身的微小晶粒作为晶核而诱导结晶生长的一种成核方式 [3 ,4 ] ,它具有很高的成核效率 ,并能有效地降低球晶尺寸 .本文研究了等规聚丙烯的自成核过程、结晶行为、形态结构及其对材料性能的影响 .1　实验部分1 .1　样品的制备　等规聚丙烯 (i PP)为广东茂名石油化学工业公司产品 ,牌号为 T3 6 F.将 i PP粒…     

聚丙烯的结晶形态调控与高性能化

聚丙烯作为目前最重要的通用塑料之一,对其进行高质化改性具有重大的现实意义.基于聚丙烯的同质多晶态行为,加入成核剂进行β结晶改性是改善聚丙烯韧性和热稳定性的有效方式.过去的研究主要关注结晶度、β晶含量等对性能的影响.而近年来我们提出通过调控聚丙烯的β结晶形态来实现其高性能化的新思路,并开展了卓有成效的研究工作:(1)利用小分子成核剂的溶解性及自组装影响聚丙烯的结晶行为,获得了如球晶、横晶、花瓣状晶等形态,实现了对β结晶形态的有效调控;(2)特定的结晶形态能够使聚丙烯的韧性显著增加,并且热变形温度进一步提高,证实结晶形态会对宏观性能发挥重要作用;(3)β结晶形态调控有利于获得更佳的成孔均匀性与高的孔隙率,对制备高品质锂电池隔膜有明显的指导意义.结晶形态调控可望成为实现结晶性聚合物高性能化与功能化通行的、高效的策略.     

轻质碳酸钙／聚丙烯共混物中聚丙烯β－晶的成核结晶研究

用Ｘ射线衍射和差示扫描量热法研究了轻质碳酸钙／聚丙烯共混物（Ｌ－ＣａＣＯ３／ＰＰ）中ＰＰβ－晶的成核结晶现象，发现ＰＰβ－晶的成核结晶与ＰＰ的来源和Ｌ－ＣａＣＯ３在共混物中的含量有关，铝酸酯偶联剂对共混体系的ＰＰβ－晶的成核结晶有显著的增强作用．分析认为共混物中ＰＰβ－晶的成核结晶现象是ＰＰ中存在的某些杂质（主要是催化剂残余物）与Ｌ－ＣａＣＯ３组成的复合成核剂作用的结果，而铝酸酯是这种复合成核剂的一种促进剂．     

轻质碳酸钙／聚丙烯共混物中聚丙烯β—晶的成核结晶研究

用Ｘ射线衍射和差示扫描量热法研究了轻质碳酸钙／聚丙烯共混物（Ｌ－ＣａＣＯ３／ＰＰ）中ＰＰβ－晶的成核结晶现象，发现ＰＰβ－晶的成核结晶与ＰＰ的来源和Ｌ－ＣａＣＯ３在共混物中的含量有关，铝酸酯偶联剂对共混体系的ＰＰβ－晶的成核结晶有显著的增强作用。分析认为共混物中ＰＰβ－晶的成核结晶现象是ＰＰ中存在的某些杂质（主要是催化剂残余物）与Ｌ－ＣａＣＯ３组成的复合成核剂作用的结果，而铝酸酯是这种复合成核剂的     

β晶相聚丙烯的研究——Ⅲ. 乙丙嵌段共聚物

乙丙嵌段共聚物中的丙烯链段在β晶型成核剂存在下,可在20—140℃结晶成高纯度的β晶型。研究了结晶温度对试样中β晶型的相对含量及试样熔融行为的影响。发现依赖于结晶温度、形成了二类β晶型。在20—100℃淬火形成的β晶型、熔融后会重结晶成稳定的β晶型,在高于100℃结晶则形成稳定的β晶型。研究了β晶型试样的力学性质,发现其屈服强度低于而抗冲强度高于α晶型试样。     

稀土氧化物对聚丙烯晶型和动态力学性能的影响

本文用DSC和粘弹谱仪研究了La_2O_3,Y_2O_3和混合稀土氧化物对全同聚丙烯(iPP)的结晶行为,熔融行为和动态力学性能的影响。结果表明不同的iPP/稀土氧化物复合材料中iPP的晶型不同,Y_2O_3和稀土氧化物是iPP的α和β晶成核剂,La_2O_3是α晶成核剂。含有β晶试样同只有α晶试样相比,在T_g真松弛区其tanδ值较低,贮能模量E从-50℃～+50℃较高,从+50℃～+145℃则E值较低。     

β晶型成核剂N,N’-二环己基环己对二甲酰胺的合成与应用研究

合成了新型成核剂N,N’-二环己基环己对二甲酰胺(DCHCHDA),用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜对其进行了表征,并研究了其对等规聚丙烯(IPP)的力学性能、结晶行为、β晶含量和熔融行为的影响。结果表明,成核剂DCHCHDA主要是改变球晶的形态,可明显改善IPP的抗冲击性能,并可以大幅度提高IPP的结晶度、β晶含量与结晶峰温度。当DCHCHDA添加量为0.05(wt)%时,IPP的悬臂梁缺口抗冲击强度可以提高137%,结晶度提高47%,β晶含量提高3.3倍。当降温速率为10℃/min时,添加DCHCHDA的IPP的结晶峰温度可从空白样的115.6℃提高到127.5℃。DCHCHDA的成核性能优于传统的芳香酰胺型β晶型成核剂DC26NDCA。     

GMA/苯乙烯多组分单体接枝聚丙烯结晶行为研究

使用差示扫描量热计 (DSC)研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯 苯乙烯 (GMA St)多单体熔融接枝聚丙烯[PP g (GMA co St) ]的等温和非等温结晶行为 ,用偏光显微镜观察了结晶的形态 ,并利用Avrami方程对其结晶动力学进行了分析 .研究发现接枝聚丙烯的结晶模式与PP相似 ,属于异相成核控制的球晶三维生长 ;但接枝聚丙烯的结晶温度 (Tc)显著提高 ,幅度高达 16～ 19℃ ,总结晶速率与纯PP相比明显加快 .接枝聚丙烯上GMA co St支链的存在 ,降低了成核界面自由能 ,促进了聚丙烯结晶的异相成核 .在接枝率不太高的情况下 ,随着接枝率的提高 ,接枝聚丙烯的结晶温度升高 ,总结晶速率加快 .在高接枝率范围内 ,随着接枝率的提高 ,接枝PP的Tc 不再升高 ,且由于接枝链的增长严重阻碍了球晶生长 ,导致接枝PP的总结晶速率反而随接枝率的升高而下降     

PP/PMMA/PP-g-MAH共混物的结晶和相形态研究

采用偏光显微镜和相差显微镜详细研究PP/PMMA不相容聚合物共混物体系和PP/PMMA/PP-g-PMMA增容共混体系的结晶和相形态.偏光显微照片的研究结果表明,增容剂PP-g-MAH中PP结晶需要克服更多的能垒,导致PP结晶形态变得不完善,球晶尺寸变小.比较PP/PMMA和PP/PMMA/PP-g-MAH的相差显微照片可以看出,由于增容剂的加入,PP与PMMA相之间的界面变得模糊,两相的相容性变好.随着PP-g-MAH中MAH接枝率的增加,PMMA分散相的尺寸减小且变得均匀;当增容剂的接枝率为2.41%,添加的质量分数为4.71%,PP/PMMA共混体系中PMMA分散相的相?尺寸可达最小.PP-g-MAH作为反应型增容剂,一方面与PP在界面区域产生共晶;另一方面,MAH极性基团与PMMA的极性基团间产生的强的化学键合作用,使得界面区域的PP-g-MAH分子采取有利于降低构象熵的构象来起到增容作用.PP/PMMA共混物在130℃等温结晶的结果显示,PMMA相对PP的结晶形态的影响较小,PP结晶呈现典型的均相成核特征.PP/PMMA共混体系中加入PP-g-MAH,PP结晶尺寸减少.与非等温结晶相比,等温结晶的PP/PMMA共混物中PMMA相区尺寸明显偏大.