聚丙烯片晶厚度对受限空间内聚丁烯-1三方晶型形成的影响

当聚丁烯-1以小液滴的形式分散在另一种树脂基体中时,会表现出不同的成核路径,即发生“分级结晶”现象.前期研究结果表明将聚丁烯-1以≤20%的比例与聚丙烯进行共混,动力学优先的晶型Ⅱ的成核会受到抑制,使得聚丁烯-1小液滴相界面处更容易发生界面诱导成核形成三方的晶型Ⅰ’.本工作采用自成核与调控聚丙烯等温结晶温度的方法,改变了聚丙烯/聚丁烯-1界面处聚丙烯的片晶厚度,发现聚丙烯的片晶越厚,晶型Ⅰ’的结晶速率越慢,进一步证明了三方晶的形成是由界面处聚丙烯诱导得到.原位广角X射线衍射结果显示,聚丁烯-1的晶型Ⅰ’是否发生重结晶取决于体系中是否存在晶型Ⅱ晶核.纯净的晶型Ⅰ’在升温过程中会直接熔融而不会转化为晶型Ⅱ.     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的晶型及非等温结晶动力学

采用熔融共混法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯(MWNT/PP)复合材料,利用X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)分别研究了纯聚丙烯(PP)及MWNT/PP复合材料的晶型和非等温结晶动力学行为,并运用Mo法研究了纯PP及MWNT/PP复合材料的非等温结晶动力学行为。结果表明,多壁碳纳米管(MWNT)的加入使PP发生了由β晶型向α晶型的转变。MWNT在结晶过程中具有异相成核效应,提高了PP的结晶温度和结晶速率。MWNT/PP复合材料的结晶活化能均明显高于纯PP。MWNT的加入使PP在单位时间内达到一定结晶度所需的降温速率减小。     

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     

溶剂性质对溶剂蒸气加速等规聚丁烯-1相转变的影响

以50℃等温结晶后的等规聚丁烯-1(PB-1)为研究对象,利用X射线衍射(XRD)和示差扫描量热技术(DSC)对不同溶剂蒸气处理的PB-1进行分析,并用原位XRD在线研究了溶剂熏蒸聚丁烯-1的Ⅱ-Ⅰ相转变过程.XRD与DSC结果表明除了水和醇类溶剂,其他大多数溶剂如正己烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、...     

等规聚丙烯自成核的等温结晶动力学

近年来 ,有关等规聚丙烯 (i PP)的自成核研究已引起了人们的关注 [1 ] ,但有关其结晶动力学的报道并不多见 .Carfagna等 [2 ]用膨胀计法研究了 i PP在未完全熔融重结晶情况下的等温结晶动力学 ,得到的 Avrami指数远远小于 3 .张新远等[3 ] 研究了 i PP未完全熔融情况下的非等温结晶动力学 .到目前为止 ,i PP自成核的熔体降温等温结晶动力学尚未见报道 .本文在 i PP自成核研究的基础上 [4] ,用 DSC方法研究了 i PP自成核在较高温度下的等温结晶动力学 ,讨论了结晶机理 .结果表明 ,在本实验的自成核条件下 ,i PP依然是三维球晶生长 ,…     

聚丙烯“催化合金”组成对结晶行为的影响

用示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了聚丙烯“催化合金”(PP-cats)组成对等温结晶行为与动力学的影响,并与等规聚丙烯(iPP)进行比较.结果表明,与纯PP相比较,PP-cats的平衡熔融温度明显下降,表明PP-cats中作为主要组分的丙烯均聚物和乙丙无规共聚物之间存在较强的相互作用.PP-cats的结晶初期动力学可用Avrami模型很好地描述,结晶过程均为预先成核和三维生长方式.PP-cats的结晶速率随体系中乙丙共聚物含量的增加而增大,而PP-cats的晶体生长速率随体系中乙丙共聚物含量的增加而减小.由于PP-cats熔体的粘度远高于纯PP,使得PP-cats中PP分子链运动能力降低,导致了PP-cats较低的晶体生长速率.此外,与纯PP相比,PP-cats的成核密度大幅度提高,被认为是PP-cats具有快的结晶速率的主要原因.     

复合成核剂对聚丙烯结晶行为的影响

以超细橡胶粒子与有机磷酸盐成核剂复配的方法制备了一种新型复合成核剂,通过示差扫描量热法(DSC)比较了复合成核剂改性PP以及有机磷酸盐成核剂改性PP的结晶温度、等温结晶行为及等温结晶动力学;利用扫描电子显微镜(SEM)的能谱附件和透射电子显微镜(TEM)研究了复合成核剂的微观形态及其在PP中的分散情况.研究结果表明,复合成核剂中超细橡胶粒子作为载体使有机磷酸盐成核剂附着在其表面,提高了成核剂在聚丙烯中的分散性,因而提高了成核剂的成核效率,当成核剂用量较小时,即可明显提高PP的结晶速率和力学性能.     

表面接枝改性纳米二氧化硅填充聚丙烯的结晶行为

应用差示扫描量热方法研究了纳米二氧化硅 (SiO2 )及其表面接枝改性对聚丙烯 (PP)结晶过程、等温与非等温结晶动力学的影响 ,并研究了上述等温结晶的熔融行为和平衡熔点 .研究发现纳米SiO2 具有明显的异相成核效应 ,能够提高PP的结晶温度、熔融温度、结晶度和结晶速率 ,但降低聚丙烯结晶的完善程度 .粒子的表面接枝处理 ,因改善了粒子与基体的亲和性而有利于粒子成核效应的提高 ,而且此效应尚与粒子的分散相关     

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.     

改性高岭土对PP/高岭土纳米复合材料结晶性能的影响

通过将不同改性的高岭土与聚丙烯共混, 制备了聚丙烯插层的PP/高岭土纳米复合材料. 并通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究了复合材料的微观结构, 同时通过差示扫描(DSC)非等温结晶方法和偏光显微镜(PLM)照片, 研究了改性高岭土母粒对聚丙烯的结晶性能的影响. 采用Avrami方程式及Jeziorny修正过的Avrami的方程式对PP/高岭土的非等温结晶动力学进行了研究. 结果表明, 有机改性过的高岭土可被聚丙烯完全剥离, 在XRD谱图中, 高岭土的001峰不可见, 在TEM中可见剥离的片层. 同时随着改性高岭土的加入, 使得聚丙烯异相成核结晶增长, 且填充聚丙烯的最快结晶温度在395K. 结果也表明, 有机改性的高岭土能有效促进PP的异相成核, 提高PP的结晶速率和结晶温度, 但对结晶速率常数影响不是很大.     

等规聚丙烯/聚丁烯-1釜内合金的结构与性能

高分子材料的组成、 组分分布及链结构与宏观性能紧密相关. 因此, 分析多组分釜内合金材料的链结构特点与性能之间的关系至关重要. 采用升温淋洗分级的方法对两种采用序贯两段聚合原位合成的等规聚丙烯/聚丁烯-1(iPP/iPB)釜内合金在-30 ℃~140 ℃温度范围进行分级, 采用核磁共振波谱仪、 傅里叶变换红外光谱仪、 差示扫描量热仪和凝胶渗透色谱仪等表征了级分的链结构及序列分布、 热行为、 分子量(M_w)及分子量分布(M_w/M_n)等. 结果表明iPP/iPB合金主要由5种级分组成, 高等规聚丁烯(iPB)为主要组分, 同时含有少量的丁烯-丙烯嵌段共聚物(PB-b-PP)和等规聚丙烯(iPP)等. 随淋洗温度升高, PB-b-PP级分中PP嵌段长度逐渐增加, PB嵌段长度逐渐减小; 在相同的淋洗温度, 合金B的嵌段共聚物级分中PP嵌段较长且结晶较完善; 合金B中iPB组分及嵌段共聚物组分含量较高, 使得合金B具有较高的拉伸强度、 弯曲强度、 优异的抗冲击性能、 较高的维卡软化温度及较快的晶型转变速率.     

聚丙烯/累托石纳米复合材料的非等温结晶动力学研究

在双螺杆挤出机上熔融共混制备了聚丙烯 (PP) 有机累托石 (OREC)纳米复合材料 ,采用广角X 射线衍射 (WAXD)定性地分析了PP OREC纳米复合材料及纯PP的结晶形态 ,由半峰宽定性地判断了对应晶面法向的晶粒的大小 .结果表明有机累托石没有改变聚丙烯的结晶晶型 (纳米复合材料主要还是α晶型 ) ,但是细化了晶粒的尺寸 .采用差示扫描量热法 (DSC)定量地研究了复合材料的非等温熔融结晶动力学 ,对所得数据分别用Jeziorny法的Mo法进行了处理 ,表明非等温结晶动力学参数Zc 及Avrami指数n随冷却速率的增加而增加 ,复合材料的Avrami指数n大于纯PP的n ;对相同配比的纳米复合材料 ,随着结晶度的增加 ,单位结晶时间里达到一定结晶度所需要的降温速率F(T)增大 ,对同一个设定的结晶度 ,纳米复合材料的F(T)比纯PP的小 ,说明需要的降温速率减小 .所有这些均说明有机累托石可作为聚丙烯的结晶成核剂 .     

纳米碳酸钙及其表面处理对等规聚丙烯结晶行为的影响

应用差示扫描量热方法研究了不同表面改性碳酸钙纳米粒子对聚丙烯 (PP)等温与非等温结晶动力学的影响 ,并研究了上述各聚丙烯结晶样品的熔融行为和晶型 .研究发现纳米碳酸钙具有明显的成核效应 ,并具有较强的诱导 β 型结晶的能力 ,而且与粒子的表面处理密切相关 .     

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%.     

长链支化聚丙烯结晶行为及发泡性能研究

通过广角X射线衍射(WAXD)、示差扫描量热(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了长链支化聚丙烯(LCBPP)和线性等规聚丙烯(PP)的结晶行为.WAXD和DSC的结果显示LCBPP样品有利于β结晶,出现了少量β晶.DSC和POM的结果显示在等温结晶过程中长链支化结构起到促进异相成核和细化晶粒的作用,LCBPP样品的结晶温度提高,结晶速度增大,球晶尺寸显著减小.采用间歇釜式超临界二氧化碳发泡法对LCBPP和线性PP样品进行发泡,由于LCBPP结晶温度高,结晶速率更快,有利于泡孔的固化定型,可以提高发泡温度,研究结果表明在相同的发泡压力下LCBPP样品发泡温度窗口较宽,为5 K左右,而线性PP样品的发泡温度窗口较窄,仅为2 K左右,同时在相同的发泡条件下LCBPP样品的发泡倍率较大.     

全同立构聚丁烯-1溶液浇铸膜直接生成晶型Ⅰ结构

作为一种半结品性的聚烯烃材料．全同立构聚丁烯-1(iPB-1)的结晶存在Ⅰ,Ⅱ．Ⅲ和Ⅰ’4种品型,其中,晶型Ⅰ和Ⅰ’是由3／1螺旋链堆砌的六方晶胞结构,晶型Ⅱ是由11／3螺旋构象链堆砌的四方晶胞结构,晶型Ⅱ则是由4/1螺旋链堆砌而成的正交品胞结构．通常溶液结晶得到品型Ⅲ和晶型Ⅰ’,在高压条件下从本体结品也可得到晶型．     

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.     

β晶型成核剂对聚丙烯力学及结晶性能的影响

研究了N,N′-二环己胺基对苯二酰胺作为β成核剂对聚丙烯(PP)力学性能及结晶性能的影响。结果表明,成核剂具有使聚丙烯增韧的优异性能,当添加质量分数为0.3%时,其抗冲击强度由原来的36.06 J/m2提高到65.79 J/m2。DSC研究表明,添加β成核剂可以诱导PP中β晶生成。考察了冷却速率对结晶温度的影响,当冷却速率为10℃/m in时,结晶温度从118.38℃提高到124.53℃,表明该成核剂的加入使结晶向高温方向偏移,结晶速度加快。     

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.     

反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的结晶动力学

采用差示扫描量热(DSC)法对反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的等温及非等温结晶动力学进行了研究,分别采用Avrami方程和莫志深法对其动力学参数进行了解析.研究结果表明,在反式-/顺式-1,4-聚异戊二烯共混体系的等温及非等温结晶过程中,顺式-1,4-聚异戊二烯(CPI)组分的存在会降低反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)组分的结晶速率;在等温结晶过程中,CPI组分会提高TPI组分自身的结晶度;而非等温结晶过程中,CPI则提高了共混物中β晶型的相对含量.