应力场下聚丙烯熔体的结晶与硬弹性的形成

应力场下聚丙烯熔体的结晶与硬弹性的形成胡继文＊孙友德许耀光岑美柱（中国科学院广州化学研究所广州５１０６５０）关键词聚丙烯，硬弹性，应力导致结晶１９９６－１２－２０收稿，１９９７－０５－２０修回研究表明，具有硬弹性的聚合物形态的获得最关键的因素是熔纺时...     

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。     

阻燃聚丙烯体系结晶动力学研究

本工作利用JJY-1型结晶速率仪对几种典型的阻燃聚丙烯共混体系的结晶行为进行了研究,发现不同的阻燃剂对PP的结晶行为有不同的影响。阻燃剂APP对PP的结晶具有较强的成核作用。但过量的APP对PP结晶生长有明显的阻碍作用。阻燃剂TBE对PP结晶也体现异相成核作用。阻燃剂PER由于增加PP结晶过程的分子链段折叠能而对PP结晶起阻碍作用。阻燃剂TPP对PP的结晶行为影响较弱。     

聚合物熔体冷却阶段结晶行为的多尺度模拟

针对结晶型聚合物熔体冷却过程的结晶行为,建立了偶合宏观温度场与微观结晶形态的多尺度模型.该模型揭示了宏观温度的变化会引起晶核数、晶体生长速率的改变,从而影响微观结晶形态;而微观结晶释放的潜热也将导致宏观温度的改变.为了求解上述多尺度模型,提出了有限体积/像素法偶合的多尺度算法,即在粗网格上采用有限体积法对宏观温度场进行求解,而在细网格上采用像素法对微观结晶形态进行模拟.基于多尺度模型及多尺度算法,文中对二维聚合物熔体模壁等速降温的冷却问题进行了研究,考察了温度、相对结晶度的变化及结晶形态的演化,并比较了不同冷却速率、初始温度对温度、相对结晶度及结晶形态的影响.数值结果表明,冷却速率是影响结晶行为的关键.高冷却速率下,温度平台出现较早,持续较短;结晶过程对应的温度范围较广;且平均晶体直径较小.而初始温度只影响温度平台及结晶行为出现的早晚,与其持续时间几乎无关。     

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     

结晶条件对聚丙烯晶胞参数影响的研究

研究了不同方式和条件下形成的等规聚丙烯结晶的晶胞参数，用步进扫描测定试样的宽角Ｘ 射线衍射，用广义逆矩阵法编的计算机分峰程序和晶胞参数拟合计算程序对测定结果进行计算和数据处理．结果表明结晶方式和条件对晶胞参数的影响是明显的，结晶密度依以下次序减小：１４５℃结晶５ｈ＞初生态＞熔融后冰水淬火＞溶液结晶．用差示扫描量热（ＤＳＣ）考察了这些试样的热行为，表明熔融吸热峰Ｉ与结晶密度相关．     

剪切历史对尼龙熔体结晶行为的影响

采用差示扫描量热法研究了原始聚酰胺材料在经历不同的预剪切过程或应用不同设备进行剪切后其结晶行为的变化,结果表明,原始样品经过预剪切后,结晶温度升高5～10℃,半结晶时间降低到原始样品的一半.当聚酰胺材料经历很低的剪切时其结晶温度就有很大的提高,进一步提高剪切强度,结晶温度的增加趋势变缓.偏光显微镜观察表明有剪切历史的样品,球晶尺寸减小.作为对此,聚烯烃和聚酯材料的结晶对剪切历史不敏感,剪切与非剪切样品的结晶行为基本相同,据此推测聚酰胺分子间氢键可能是这种剪切记忆效应产生的原因.     

等温熔体结晶尼龙1010的晶体结构

WAXD研究表明,在结晶温度T_c≤196℃时,尼龙1010等温熔体结晶样品的结晶度X_c和微晶尺寸L_(100)随T_c升高近乎线性增大,而氢键面上的相对衍射强度R却降低;T_c>196℃后三者与T_c关系发生相反变化。结晶速率快时有利于分子链在垂直于氢键平面方向上堆砌,反之有利于在平行于氢键平面方向上生长。     

聚丙烯基纳米碳纤维复合材料结晶行为研究

采用示差扫描量热法(DSC)研究了纳米碳纤维对PP／CNF复合材料中PP结晶行为的影响。结果表明：纳米碳纤雏可提高PP的结晶温度，但略降低其结晶速率和结晶度。提高纳米碳纤雏含量或减小纳米碳纤雏直径，PP结晶行为的上述变化更为明显，但结晶速率随纳米碳纤维含量出现先减小后增大的趋势。     

等规聚丙烯在混合稀释剂中结晶行为

利用偏光显微镜和扫描电子显微镜研究了等规聚丙烯(iPP)在混合稀释剂中的非等温结晶行为和由热致相分离(TIPS)法制备的iPP微孔材料的结构。iPP的质量分数固定为30%,采用不同配比的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/大豆油组成混合稀释剂。结果表明,混合稀释剂的配比影响体系的粘度和稀释剂与iPP的相容性,进而影响iPP球晶的生长和TIPS法制备的iPP微孔材料结构。在2K/min的降温速率的条件下,iPP球晶半径和球晶的生长速率均随时间的延长呈指数增长,iPP球晶生长速率随混合稀释剂中DBP含量的增加而降低,当iPP球晶生长时间达2min时,混合稀释剂中DBP的质量分数从0增加到60%,iPP球晶生长速率从41.9μm/min降至10.3μm/min,所制得的微孔材料断面均呈蜂窝状结构,且孔径随混合稀释剂中DBP含量的增加有明显增大的趋势。     

聚丙烯催化合金的相结构研究

聚丙烯 (ＰＰ)由于其价格低廉、性能较好、应用范围广而得到了极为迅速的发展 .然而 ,它的一些缺点也极大地限制了它在一些特殊领域中的应用 .人们为了进一步扩大其应用范围 ,对ＰＰ进行了各种各样的改性 .其中以提高ＰＰ抗冲强度为目的的改性研究进行得最多[1～ 4 ] .这种改性的方法是将ＰＰ和一种以上的其它聚合物以机械共混的方法进行混合 ,使其得到一种宏观上均匀的聚合物共混物 .但是 ,这种混合往往达不到真正均匀的状态 ,因而共混物的抗冲强度提高不显著 .聚合物的性能取决于其内部结构———相态结构和分子结构 ,而相态结构对材料的…     

聚丙烯熔体自干扰流动对其凝聚态取向效应的影响

通过一种由两个浇口小流道共享一个分流道的新型浇口 ,使两股熔体流入型腔 ,并在型腔内产生自干扰流动 (SIF) .在平行于注射方向熔体会产生迭加效应 ,而在垂直于注射方向熔体会产生挤压作用 ,并形成横向流动 .探讨了这种自干扰流动对注射PP试样的取向效应的影响 .采用热收缩和X 射线衍射法分别对分子链取向和晶体取向进行了检测 .热收缩试验结果显示SIF样比常规流动 (CFP)试样具有较小的链取向 .透射X 射线衍射的检测结果表明SIF样和CFP样在剪切层晶体具有大的取向效应 ,SIF样晶体的取向度为 65 % ,而CFP样则为 79% .     

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。     

成核剂对聚丙烯熔融行为的影响

成核剂对聚丙烯熔融行为的影响陈彦徐懋（中国科学院化学研究所高分子物理开放实验室北京１０００８０）关键词成核剂，聚丙烯，平衡熔点聚合物的熔融过程受分子量大小、分子量分布、分子链构型（等规度、分子结构单元的键接序列）、不同的结晶晶型、不同的热历史等...     

机械振动对聚丙烯结晶作用的影响

对热塑性高分子作熔体加工时,在此过程中同时再叠加机械振动,设计制造的加工机器一方面具有卓越的技术经济指标,另一方面制品的物理性能也得到了提高[1,2].此类研究的重点多集中在动态成型过程中聚合物的流变行为或者成型后制品的力学性能方面[3,4],对聚合物本身在此外加交变力     

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。     

γ-辐射对聚丙烯及聚丙烯/聚乙烯共混物结晶熔融行为的影响

<正> 近年人们对于聚丙烯(PP)辐射效应的研究与日俱增,主要目的在于寻求增强PP辐射稳定性的有效途径。迄今为止文献报道的方法有:添加小分子游动剂(mobilizing addi-tives)、抗氧剂、多官能团单体等,笔者曾研究过不同晶型和含少量聚乙烯(PE)链     

降温速率对高密度聚乙烯在全同立构聚丙烯上附生结晶的影响

用欠焦电子显微术和电子衍射技术研究了降温速率对高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）在全同立构聚丙烯（ｉＰＰ）上附生结晶的影响．ＨＤＰＥ在高取向ｉＰＰ基质膜上的附生生长仅发生在ＨＤＰＥ与ｉＰＰ的直接接触面上，存在一临界附生层厚度，超出这一厚度的ＨＤＰＥ与ｉＰＰ无取向附生关系．降温速率不影响附生层内的ＨＤＰＥ与ｉＰＰ的附生结构关系，但对ｉＰＰ基质膜上附生生长的ＨＤＰＥ的厚度，即ＨＤＰＥ的临界附生层厚度有明显影响．在缓慢降温（０．５℃／ｍｉｎ）条件下，ＨＤＰＥ在ｉＰＰ上的附生层厚度约为１００ｎｍ．而室温空气降温条件下，ＨＤＰＥ在ｉＰＰ上的附生层厚度则为２５０ｎｍ．