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 .     

聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的热性能和流变性能

用熔融共混法制备了聚丙烯多壁碳纳米管(PP MWNTs)复合材料,TGA研究表明在氮气气氛下碳纳米管显著增加了聚丙烯基体的热稳定性.3wt%MWNTs可使PP热分解起始温度提高44℃.非等温结晶研究表明MWNTs对PP基体的结晶行为没有明显的影响.流变测试结果表明PP MWNTs复合材料的储能模量G′和损耗模量G″随着MWNTs含量增加逐渐增大.1wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最低,5wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最高,PP和3wt%MWNTs的PP纳米聚合物的零剪切粘度居于二者之间,随着频率的增加,剪切稀化作用越来越明显,呈现出假塑性流体行为.含5wt%MWNTs的PP复合材料的体积和表面电阻率与纯PP相比分别下降了9个和4个数量级,表明少量的MWNTs可以显著改变PP的电学性能.     

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     

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.     

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...     

聚丁烯及聚丁烯合金的溶液等温结晶行为研究

研究了聚丁烯-1(PB-1)及聚丁烯合金(PBA)中PB-1的溶液等温结晶行为.测定了PB-1在正庚烷溶剂中的溶解度曲线,采用膨胀计法研究了PB-1和PBA中PB-1组分的溶液等温结晶动力学.研究发现,等温结晶温度的升高会降低PB-1的结晶速率,但不影响PB-1在溶液中的结晶成核方式;PBA中PB-1组分的溶液等温结晶速率更快,聚丙烯(PP)组分的存在改变了PB-1的结晶成核方式.示差扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射仪(WAXD)测试表明PB-1的溶液等温结晶形成I′和III晶型,结晶温度的提高与PP组分的存在都会促进PB-1晶型III的产生.     

去氢枞酸类成核剂改性聚丙烯的非等温结晶动力学研究

对以去氢枞酸盐为成核剂的聚丙烯非等温结晶动力学进行了研究，用修正Avrami方程的Jexiorny法和莫志深法进行处理。结果表明：修正Avrami方程的Jeziorny方法和莫志深法都适用于去氢枞酸类成核剂改性的聚丙烯的非等温结晶动力学。在同样的降温速率下纯聚丙烯的t1/2比成核聚丙烯的t1／2要长，当降温速率为20K/min时，纯聚丙烯和成核聚丙烯的t1/2分别为0．78min和0．51min。同时从莫志深法得到的F(T)结果可以看出，达到相同的结晶度时纯聚丙烯所需的降温速率要大于成核聚丙烯所需的降温速率，说明成核剂的加入提高了聚丙烯的结晶速率。从Jeziorny法求出的纯聚丙烯和成核聚丙烯的Avrami指数分别为4．46和2．77，表明成核剂改变了聚丙烯的结晶成核和生长方式。     

聚丙烯-g-聚氨酯共聚物的非等温结晶动力学研究

用DSC法研究了聚丙烯 (PP)和聚丙烯接枝聚氨酯的共聚物 (PP g PU)在不同冷却速率下的非等温结晶动力学 .用Avrami方程和莫志深改进法对DSC测定结果进行了处理 ,结果表明 ,PP g PU的动力学参数能很好的符合Avrami方程和莫志深改进方程 .PP接枝了聚氨酯支链后 ,结晶速率增大 ,球晶的生长和成核机制也相应发生改变 ,而其变化规律与接枝物的组成和结构密切相关     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的等温结晶研究

采用差示扫描量热法 (DSC)对插层聚合法制备的聚丙烯 /蒙脱土纳米复合材料 (PP MMT)的等温结晶过程进行了研究 .引入蒙脱土 (MMT)后 ,PP MMT的结晶速率大幅度提高 ,相对结晶度略有下降 .采用Avrami方程对结晶动力学进行研究 ,Avrami指数n≈ 3 .0 ,半结晶时间t1 2 大幅度降低 .采用Hoffman理论计算了PP MMT的球晶生长的单位面积表面自由能σe,结果表明σe 随MMT含量的增加逐渐降低     

多壁碳纳米管/液晶高分子复合材料的制备及其对PP结晶行为的影响

首先通过原位聚合法合成了一种新型多壁碳纳米管/液晶高分子复合材料(MCNT/LCP),然后将其与聚丙烯共混,制备了一系列的共混样品。采用FT-IR、DSC与POM等表征了MCNT/LCP复合材料的结构与液晶性能,利用XRD与DSC研究了聚丙烯共混物的结晶结构与结晶动力学,探讨了MCNT/LCP含量与结晶温度对聚丙烯共混物结晶行为的影响。结果表明:所合成的MCNT/LCP呈现近晶相的扇形织构,当MCNT/LCP被引入到聚丙烯中后,不仅起到异相成核的作用,而且能诱导β晶的形成,同时,DSC降温曲线峰型也变得比较尖锐,结晶峰温度提高,结晶速度加快。     

聚丙烯/纳米蒙脱土复合材料的结晶动力学研究

采用热分析方法，研究了聚丙烯／纳米蒙脱土复合材料（PP／CLAY）的等温结晶行为，并分别用Avrami方程和赵志英方法对所得数据进行了分析，研究结果表明，纳米蒙脱土微粒对聚丙烯等温和非等温结晶行为均有不同程度的影响，可提高聚丙烯的结晶速率并改善结晶结构。     

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 .     

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.     

聚苯硫醚/纳米二氧化硅复合材料的非等温结晶动力学及动态力学性能

用DSC法研究了聚苯硫醚（PPS）及其纳米SiO2复合材料的非等温结晶动力学,分析了结晶峰值温度Tp以及结晶起始温度T0等参数,并采用莫志深方程研究了复合材料的非等温结晶动力学。结果表明,莫志深方程能够较好地描述复合材料的非等温结晶动力学,纳米SiO2在PPS基体中起异相成核作用,而使得纳米复合材料的结晶速率明显快于纯聚合物的结晶速率。动态力学分析研究结果表明,纳米SiO2的加入提高了PPS的储能模量,Tg向高温方向移动,说明纳米SiO2与PPS之间存在着较强的相互作用。     

镧配合物对等规聚丙烯等温结晶性能的影响

利用Avrami方程和Lauritzen-Hoffman结晶动力学理论研究了一种镧配合物LaC对等规聚丙烯(iPP) 等温结晶行为的影响. 差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射技术(XRD)研究表明, LaC的加入并未改变iPP的结晶形态, 但LaC的存在能提高体系的结晶度并显著加速iPP的结晶过程. 在130 ℃进行等温结晶时, 含0.5%LaC(质量分数)的iPP与纯iPP相比, Avrami指数n值无显著差异, 但前者总的结晶速率常数k值比后者提高约4倍,而半结晶时间t1/2值减少到后者的62%, Avrami方程分析结果表明LaC的存在主要起到增加晶核的作用. 利用Lauritzen-Hoffman结晶动力学理论, 通过对iPP在121 ℃、124 ℃、127 ℃和130 ℃下等温结晶的数据进行分析可知, 加入0.5%的LaC后, 体系的成核常数kg从纯PP的3.3×105 K2增加到PP/LaC的3.8×105 K2, 而结晶生长时大分子在垂直于分子链方向折叠的界面自由能σe从纯PP的0.223 J·m-2降低到PP/LaC的0.154 J·m-2, 表明LaC在iPP结晶过程中不仅起到增加晶核的作用, 同时使大分子链更易排入晶格, 即起到促进结晶成长的作用.     

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.     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料非等温结晶动力学的研究

用熔融插层法制备聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料 ,用DSC手段研究了其非等温结晶行为 ,并与聚丙烯进行了对比 .对所得数据分别用修正Avrami方程的Jeziorny法、Ozawa法和Mo法进行处理 .结果表明 ,用Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶过程比较理想 ,而用Ozawa法处理则不太适用 .用Jeziorny法求出的参数Zc和n随冷却速率的增加而增加 ,但复合材料的Zc 和n略大于聚丙烯的Zc 和n ,用Mo法求出的参数F(T)随结晶度的增加而略有增加 ,a几乎未变 ,复合材料的F(T)略小于聚丙烯的F(T) ,复合材料的a约为 1.40略大于聚丙烯的a(其值约为 1.0 4) .按Kissinger方法计算出聚丙烯及聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料的结晶活化能分别为 189.37kJ mol,15 5 .6 9kJ mol,说明有机蒙脱土的加入 ,降低了聚丙烯的结晶活化能 ,起到了异相成核的作用     

氧化钕填充聚丙烯的等温结晶动力学研究

用ＤＳＣ法研究了氧化钕微粉填充聚丙烯的等温结晶动力学．结果表明，加入少量氧化钕可明显提高聚丙烯的基体结晶速率和结晶度，降低球晶径向生长的单位面积表面自由能；从Ａｖｒａｍｉ和Ｈｏｆｆｍａｎ理论出发都可得出稀土氧化物Ｎｄ２Ｏ３填充聚丙烯后可明显改变聚丙烯的结晶行为．     

聚丙烯/凹凸棒土纳米复合材料结晶形态和形貌研究

采用熔融共混的方法 ,制备聚丙烯 凹凸棒土纳米复合材料 .通过X射线衍射 (XRD)分析凹凸棒土在聚丙烯复合材料中晶面间距的变化以及对聚丙烯晶型的影响 ,结果表明凹凸棒土在复合材料中晶面间距没有变化 ;聚丙烯晶型没有发生变化但晶粒尺寸增加了 .用示差扫描量热法 (DSC)分析聚丙烯复合材料的结晶度的变化 ,发现凹凸棒土的加入使复合材料的结晶温度提高 ,结晶速率增大 ,结晶度增加 .用偏光显微镜(POM)观察凹凸棒土对聚丙烯球晶的影响 ,结果表明凹凸棒土的加入起到了成核剂的作用 ,使得聚丙烯球晶尺寸减小 ,当凹凸棒土的加入量到 10 %左右时 ,观察不到完整的球晶 .利用扫描电子显微镜 (SEM)和原子力显微镜 (AFM)观察凹凸棒土在聚丙烯中的分散 ,发现凹凸棒土在聚丙烯基体中分散比较均匀 ,但呈无序分布 .