β晶型聚丙烯的力学性能与结晶行为研究

研究了β晶型成核剂（酰胺化合物）用量对聚丙烯力学性能的影响,并对β晶型聚丙烯进行了偏光显微镜观察,DSC和广角X射线衍射分析。结果表明：添加β晶型成核剂后,聚丙烯的球晶细密化,α晶型向β晶型转变,韧性增强。     

聚丙烯β-晶型成核剂研究进展

β-晶型成核剂应用于聚丙烯(PP)中,可赋予PP制品优异的抗冲击性、耐热变形性和高气孔率。本文综述了近年来聚丙烯β-晶型成核剂的研究发展状况。重点介绍了β-晶型成核剂的作用、种类和优缺点,并提出了今后开发β-晶型成核剂时需要解决的问题。     

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。     

β晶型聚丙烯研究进展

β晶型聚丙烯(β-PP)由于其优异的力学性能及其拉伸能形成微孔等特性已成为聚丙烯改性研究的热点.本文综述了近年来β晶型聚丙烯的研究发展状况.介绍了生成β-PP的四种方法,重点说明了添加β成核剂诱导生成β晶型的方法;β成核剂的发展历史、分类及成核效率和成核机理;β-PP的几种超分子结构:β球晶、β六方晶、β横晶、β柱晶;β→a相转变类型及机理;温度、剪切、退火、热历史及不同工艺条件对生成β-PP的影响,为生成高β含量制品提供了参考.并对未来的研究发展趋势做了展望.     

拉伸对β晶型聚丙烯结构的影响

用DSC法研究了不同拉伸条件对β晶型聚丙烯(β-PP)结构的影响,结合X-射线衍射法探讨了拉伸比,拉伸温度和拉伸速率等对β→α转变及其结晶结构的变化所起的作用。 结果表明提高拉伸温度和拉仲比有利于β→α转变及结晶度的提高。并讨论了拉伸过程中β→α转变机理及影响结晶结构的因素。     

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。     

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.     

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．     

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。     

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.     

硬脂酸镧复合物对聚丙烯β晶型的诱导作用

Ｆ等规聚丙烯（iPP)的分子链均为３螺旋构型,可形成α,β,γ,δ和拟六方态等５种晶体结构,β晶型（六方）的ＰＰ具有良好的韧性^[1,2],近年来因在增韧及制造电容器粗化膜方面有独特性能而受到重视,但β晶型在热力学上是准稳定,动力上是不利于生成的一种晶型［3],只有利用特殊方式才能获得,如选取合适的熔融、结晶温度及一定的温度梯度^[4],剪切取向^[5],使用成核剂[3,6~12]等,前两种方法不易实施,添加能诱导生成β晶型的特效成核剂是目前获得较高含量β晶型ＰＰ的可行途径,目前已知的β成核剂主要有两类,一类是少数具有准平面结构的稠环化合物,如γ晶型喹吖啶酮红染料Ｅ３Ｂ^[6]和三苯二噻^[7]等,另一类是元素周期表中少数第ＩＩa 族金属的某些盐类及其二元羧酸的复合物,典型的例子如钙的亚氨酸盐^[8],硬脂酸钙／癸脂酸钙／癸二酸体系等^[3,9,12].     

剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响

应用Linkam CSS450剪切仪、广角X射线衍射仪(WAXD)和小角X射线散射仪(SAXS)等研究了剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响, 结果表明, 与纯聚丙烯相比, 填加玻璃珠的聚丙烯体系中, 玻璃珠起到成核剂的作用, 不利于β晶的生成. 玻璃珠直径较小(4 μm)时, 剪切对聚丙烯β晶的生成影响较小; 当玻璃珠直径增加到35 μm时, 剪切速率为20 s-1左右最有利于β晶生成; 剪切速率和玻璃珠直径的增加, 有利于聚丙烯片晶的取向, 而且玻璃珠含量越高, 片晶的取向程度越大.     

β聚丙烯注塑件的分层结构

<正> 编辑先生: 贵刊1991年第2期190—195页上刊出的梁瑞凤等“β型聚丙烯注塑件的分层结构与力学性能”一文中说:“史观一等认为β型PP用来制造厚制品时,皮层主要形成α型PP,芯层主要形成β型PP以得到高冲击强度的情形     

温度对iPP和TMB-5/iPP结晶行为的影响

通过DSC和同步辐射WAXS技术测定了结晶温度对iPP和TMB-5/iPP结晶行为的影响.结果表明,随等温结晶温度升高,iPP总结晶度变化不大,但是β晶型含量降低的同时α晶型含量增加.TMB-5是一种具有温度依赖的选择性成核剂,当等温结晶温度高于140℃时,含TMB-5成核剂的iPP的β晶型的含量急剧降低.本文进一步探讨了TMB-5对iPP结晶行为影响的机理.     

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.     

β晶型聚丙烯的力学性质

研究了主要含β晶型的聚丙烯在不同温度下的应力-应变性质,并与同一商品牌号得到的α晶型聚丙烯作了对比。发现,β晶型试样的屈服强度低于α晶型,而抗冲击强度则比α晶型试样高1—2倍。结合X射线衍射法对β晶型试样在拉伸过程中发生的晶型转变的研究及形变的分子机制解释了二种晶型试样在力学性质上的差异。     

WAXD分峰研究多晶型等规聚丙烯的相结构

本文对含α、β结晶相的多晶型等规聚丙烯(i-PP)进行WAXD的分峰研究。选用不对称高斯-柯西函数表征结晶与非晶衍射峰,对结晶峰其结果优于对称高斯-柯西函数,对非晶峰其结果优于多项式、指数函数和双指数函数;在微处理机上采用阻尼最小二乘法,分峰结果比较满意。对加β成核剂的含α、β多晶型试样,分峰研究得到了它们的相态、结晶度、晶粒度及α、β两相比等随结晶温度了T_c(100°～140℃)变化的规律。结果指出:α相含量随T_c变化甚小,β相变化与非晶相反,β晶粒随T_c变化的重组大于α相,β相的最佳结晶温度在130℃。将分峰法得到的两相比k与Turner-Jones公式的k_(T-J)作了比较,就非晶扣除、峰面积代替峰高、考虑(hk1)晶面贡献及重叠峰的分离等进行了改进。并提出了计算WAXD中各相峰面积的简便方法。     

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.     

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)中β晶的形成与转变

本文通过同步辐射原位二维广角X射线(2D-WAXD)和原位红外光谱(FTIR)等手段，对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)预取向膜二次拉伸过程及随后升温过程中的结构演化机制进行了系统研究。研究结果表明，二次拉伸过程中β晶的相对含量、取向程度和晶粒尺寸会随应变而升高；同时，体系的总α晶的取向度和晶粒尺寸变小，结晶度下降。这说明拉伸过程中，α晶会被破坏并转变为β晶。经过二次拉伸的PHBV膜，在升温过程中，α晶的取向、晶粒尺寸及总体结晶度会升高，而β晶的相对含量逐步下降到零。这说明在较高的温度下，β晶的分子链会重新排列，主要转变成了取向度高的α晶。β晶表现出从65℃到135℃的持续熔融转变。本研究初步阐释了PHBV薄膜中的β晶在拉伸和升温过程中的演化机制，为生物基聚酯薄膜的加工和性能调控提供了理论依据。     

β成核剂修饰多壁碳纳米管增强聚丙烯纳米复合材料的分散及结晶行为

利用非共价键改性方法,用芳香二羧酸酰胺类的β成核剂(β-NA)改性多壁碳纳米管(MWCNTs),采用溶液法制备了聚丙烯(PP)/β-NA-MWCNTs复合材料.通过广角X射线衍射(WAXD)分析了复合材料的结晶形态,结果表明β-NA-MWCNTs诱导聚丙烯生成大量β晶,同时提高了复合材料的结晶度.含5.0 wt％β-N...