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。     

β型聚丙烯注塑件的分层结构与力学性能

用X-射线衍射仪研究了不加和加成核剂形成不同晶型的三种聚丙烯注塑件的分层结晶结构,获得各层结晶度和β晶型含量(k_β)随皮芯距离的分布规律,测定了试件弯曲、拉伸和冲击性能。发现,纯等规聚丙烯试件主要含α晶型,皮层的结晶度和k_β低于芯层。加有α成核剂的试件仅含有α晶型,皮层的结晶度也低于芯层。加有β成核剂的试件主要含β晶型,皮层的结晶度和k_β值高于芯层。纯聚丙烯试件和β型为主的试件的分层结构中存在α晶和β晶间的转变。与α型聚丙烯相比,β型聚丙烯有较低的屈服强度,却有较高的抗张强度,显示很高的拉伸韧性和延展性,可明显提高室温以及玻璃化温度以下的低温抗冲击性能。     

全同立构聚丙烯的晶片形态

本文应用光学显微镜,扫描和透射电子显微镜从三种不同层次的结构水平上研究了α和β两种晶型的全同立构聚丙烯的球晶和晶片形态结构,特别是应用四氧化钌染色技术直接观察到两种不同晶型聚丙烯球晶中单独分离的晶片形态.结果表明,不同晶型聚丙烯球晶的形态是不同的,其所呈现的性质与其内部晶片结构的排列特征相对应.同时研究了两种晶型聚丙烯在熔体拉伸结晶条件下生成的晶片形态,倾向于相同的取向晶片结构.电子衍射数据证明了,β型聚丙烯在拉伸取向结晶时将转变为α晶型.     

聚丙烯β相结晶的研究

本文研究了冷却速率、结晶温度和熔体温度等因素对聚丙烯β相结晶得到的试样的熔融行为的影响。发现β晶型熔融峰的面积随冷却速率的降低或结晶温度的升高而增加。在低于300℃的温度下,熔体温度对聚丙烯的β相结晶无影响。300℃以上的高温破坏了聚丙烯β相结晶的晶核,冷却结晶时不再生成β相晶体。测定了α相及β相球晶在123—140℃的温度范围内线性增长速率,发现在140℃以下,β球晶的增长速率大于α球晶。研究了β相结晶动力学,发现聚丙烯β相结晶不符合Avrami方程,而要用不完全球晶结晶的动力学理论来描述。     

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。     

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。     

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.     

全同立构聚丙烯晶体结构的对称性研究

本文利用对称理论,研究了全同立构聚丙烯的α(型)晶及β(型)晶的可能的晶体结构.1.推导了与C2/c空间群有关的有色空间群,研究了聚丙烯分子链在它们中的排布,得出其中5种是聚丙烯α(型)晶晶体结构可能存在的空间群;2.从晶畴理论出发,得出具有Cc空间群与P2_(1/c)空间群的两种晶畴共存于一个体系中,3.聚丙烯β(型)晶的晶体结构的可能排列方式是聚丙烯分子链按R型晶胞的半无规排列。     

等规聚丙烯β晶型向α晶型的相转变行为研究进展

等规聚丙烯(iPP)是典型的多晶型半结晶性聚合物,其常见晶型有单斜(α),三方(β),三斜(γ)以及四方或双四方(e),其中稳定性最好的α晶型和处于亚稳态的β晶型工业和经济价值较大,因此二者之间的相转变行为得到了人们的广泛关注.本文综述了近年来β→α-iPP生长相转变的研究进展.在高临界温度(141°C)和低临界温度(100°C)区间内,β-iPP生长速率高于α-iPP,而温度高于141°C,或低于100°C,由于α-iPP在动力学上占优势,β-iPP会发生向α-iPP的生长转变.但由于α-iPP是热力学上最稳定的晶型,β-iPP熔融重结晶过程也会发生β→α-iPP相转变.此外,拉伸形变过程中也会发生β→α-iPP相转变,广泛用于制备聚丙烯气体交换膜、过滤膜或锂电池隔膜等.目前对变形过程中的β→α-iPP相转变机理还存在争议,本文也对2种主要的机理进行了介绍,并对聚丙烯晶型转变行为的研究方向进行了展望.     

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.     

硅氧烷液晶共聚物作为β晶成核剂对等规聚丙烯结晶结构与形态的影响

采用广角X射线衍射(WAXD)与偏光显微镜(POM)等手段研究了硅氧烷液晶共聚物(LCP-O2)作为新型成核剂对聚丙烯(PP)共混样品结晶结构与形态的影响.结果表明,低浓度的LCP-O2在PP共混体系中起到异相成核的作用,使PP的晶核数目增多,球晶细化,并提高了结晶速度,同时也诱导出了β晶的形成.LCP-O2的成核效果主要依赖于其在PP中的相对含量、液晶的分子结构与结晶的热处理过程,且随着结晶温度或成核剂含量的增加,对应PP试样的β晶含量(Kβ)呈现先增加,后降低的趋势.当LCP-O2质量分数为1.0%,在130℃等温结晶1h,对应PP试样的Kβ最大,为58%.此外,属于单斜晶的α球晶呈现黑白颜色,晶束呈放射状生长,边界清晰;而属于三方晶的β球晶亮度要高于α球晶,其颜色艳丽多彩,束状晶片聚集体呈支化生长,内部排列比α晶疏散,边界相对模糊,且β晶与α晶的形态分别在157和171℃完全消失.     

剪切条件下等规聚丙烯的结晶行为

聚丙烯是工业中应用最广泛的聚合物。聚丙烯在静态结晶时生成球晶，剪切后会生成排核，最终长成柱晶或纤维晶；在强剪切条件下会生成串晶。聚丙烯是一种存在多种晶型的聚合物，α型晶是热动力学最稳定的晶型，在一般实验条件下很难得到其他晶型；在剪切条件下聚丙烯会生成β晶-热动力学亚稳晶型。剪切会显著影响聚丙烯的结晶动力学：增加球晶的生长速率，缩短结晶诱导时间，增加活化晶核密度。人们提出了许多模型来解释剪切加速结晶动力学的实验现象，但是都有不足之处。     

由N—催化剂催化聚合的聚丙烯结晶行为研究

用小角X-射线散射法(SAXS),广角X-射线衍射法(WXAD)和差示扫描量热法(DSC)对由N-催化剂催化聚合的聚丙烯结晶行为进行探讨。发现这种聚丙烯结晶中有β晶型存在,且其含量随结晶时间增加而增加随结晶温度升高而降低;β晶含量增加,聚合物的长周期也会增加,β晶对长周期的影响比α晶更大。乙烯共聚改性后的聚丙烯因分子链规整性下降而阻止了β晶的形成。在熔融状态下结晶时,β晶的形成要求聚丙烯的分子链具有更高的规整性。这些实验结果均从分子链段结晶机理得到了解释。     

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。     

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。     

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。     

在低频振动场中注塑成型iPP试样的结构与性能研究

利用自行研制的低频振动注塑成型装置进行等规聚丙烯(iPP)试样的结构与性能研究.实验中对常规注射和振动注射成型的试样力学性能和微观形态进行了对比实验.采用低频振动注塑成型工艺实现了IPP试样的自增强,在190℃下进行注射,强度由常规试样的41.3 MPa最大提高到振动试样的48.4 MPa(振幅PA=59.4 MPa,振频FR=0.7 Hz),强度提高了17.2%;SEM显示常规试样芯层结构主要由球晶构成,振动注射使球晶在流动方向上变形、取向,晶粒尺寸得到细化;DSC表明振动注射促进熔融峰向高温漂移,晶体结晶更加完善,结晶度最大提高了12.1%;WAXD显示低频大振幅振动注塑有利于γ晶型的生成,γ晶型有利于试样实现自增强.     

聚丙烯微孔膜的等离子体接枝聚合改性

利用拉伸时的晶型转变致孔特性,从β晶相聚丙烯经单向或双向拉伸制得了新型聚丙烯微孔膜、用等离子体接枝聚合技术接上了亲水性聚合物如聚丙烯酸、聚丙烯腈等。研究了等离子体处理时间、单体性质对得到的亲水膜的亲水性、离子/溶质渗透性的影响。发现接枝聚丙烯酸的双向拉伸膜对Na~+、Mg~(++),尿素有较大的渗透性,并具有优良的形状稳定性。