等规聚丙烯/炭黑等温结晶过程中流变与导电行为的关联与同步测试

采用流变-导电行为同步测试方法,研究了等规聚丙烯(iPP)/炭黑(CB)复合体系的等温结晶行为,发现当CB体积含量φCB远高于渗流转变上限时,其体系的流变行为与导电性能均在某一特征时间处发生突变,电阻突变的特征时间短于动态储能模量(G′)或法向应力(FN)突变的特征时间,表明结晶诱导期存在CB粒子运动,促使CB粒子在晶粒尺寸增长期形成渗流网络;另一方面,与静态方法相比较,动态方法所测特征时间较短,表明动态方法对体系结晶结构变化的响应较静态方法更为灵敏.     

尼龙6/高岭土界面相互作用对其复合材料力学性能和流变行为的影响

<正> 无机填料填充复合材料的性能,除了依赖于聚合物基体和填料固有的内在性质外,很大程度上依赖于它们之间的界面性质。因此,研究聚合物/填料界面相互作用,对合理地设计具有优良性能的复合材料具有十分重要的意义。 目前,还很难对粉末填料与聚合物基体之间界面相互作用进行定量的研究,而且关于这方面的报道也较少。本文利用接触角法测定了高岭土填料和尼龙6基体的表面自由能、界面张力、粘附功等热力学参数,对高岭土与尼龙6之间界面相互作用与复合材料力学性能、流变行为的关系进行了分析和探讨。     

聚丙烯混杂复合体系的界面和力学性能

从刚性粒子增韧聚合物体系的界面层性质入手，研究了带有柔性分子链界面改性剂包覆的高岭土（Ｋａｏｌｉｎ）刚性粒子增韧的，短切玻纤（ＧＦ）增强的聚丙烯（ＰＰ）混杂复合体系的微观结构，结晶性质，ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ／ＧＦ混杂复合材料的加工流动性及力学性能．实验结果表明，所合成的界面改性剂对ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ复合材料有显著的增韧效果；加入少量的短切玻纤可以弥补因界面改性剂引入而引起的ＰＰ／Ｋａｏｌｉｎ复合材料强度和模量降低的缺点；经界面改性剂包覆的高岭土刚性粒子和短切玻纤同时加入ＰＰ，混杂复合后，ＰＰ复合材料的冲击韧性大幅度提高，材料的强度和模量不降低．这个结果不仅在较低的Ｋａｏｌｉｎ含量下，而且可在Ｋａｏｌｉｎ含量为５０％（ｗｔ％）的高填充量下也得以实现     

聚丙烯/无机纳米粒子复合材料的发泡行为

利用型腔体积可控注塑发泡装备制备聚丙烯/无机纳米粒子微发泡复合材料,通过复合材料的流变行为和结晶行为,分析了无机纳米粒子对聚丙烯发泡行为的影响。结果表明:无机纳米粒子有促进气泡异相成核作用,同时无机纳米粒子引入可以提高聚丙烯黏弹响应和降温结晶起始温度,起到了抑制泡孔结构恶化的作用,显著改善了聚丙烯的泡孔结构;在聚丙烯材料中添加纳米CaCO3、纳米OMMT、纳米SiO2进行发泡,以PP/OMMT发泡材料的发泡质量最理想,其泡孔密度和尺寸分别为2×106个/cm3和24.2μm。     

聚丙烯釜内合金的结晶行为

结晶度、晶粒尺寸和分布、球晶形貌是聚丙烯材料力学性能的重要影响因素之一.与均聚聚丙烯相比,聚丙烯釜内合金的球晶尺寸较小,球晶形态不完善,有利于其抗冲击强度的提高.为了使聚丙烯釜内合金具有较好的力学性能,需要有尺寸适中的球晶结构以及均匀的球晶分布.同时聚丙烯釜内合金中共聚物组分结晶度的提高有利于材料冲击性能的改善.     

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。     

成核剂对聚丙烯及其共聚物的结晶行为和性能的影响

研究了成核剂1,3:2,4-对二乙基苄叉山梨醇(EDBS)对聚丙烯及其乙烯共聚物的结晶行为和结晶形态的影响,并对其薄膜进行了光学性能的表征.结果表明,添加少量(质量分数0.5%)的成核剂,使聚丙烯样品的结晶温度大大提高,结晶度明显增加.而对于乙烯共聚聚丙烯样品,添加少量(质量分数0.5%)成核剂,不仅使其整体结晶温度大大提高,结晶度增加,而且明显强化了低有序部分的结晶.少量成核剂的加入,使聚丙烯及其共聚物的球晶尺寸明显缩小,薄膜的透光性和雾度显著改善.     

聚丙烯催化合金的结晶行为研究

近 1 0年来 ,Montell公司发展的聚丙烯催化合金 (Polypropylene catalloy,PP-c)技术受到广泛关注 .该技术采用具有特定结构的催化剂粒子 ,在适当的聚合条件下 ,得到具有一定大小、形状及内部形貌的聚合物粒子 .由 PP-c技术获得的材料性能可以在非常宽的范围内进行调节 ,其呈现出的高强度可以与工程塑料相比拟 ,柔性可以与聚乙烯相媲美 [1] .结晶性聚合物的结晶度、球晶尺寸等因素对其机械性能 ,尤其是冲击韧性具有重要的影响[2 ,3] .改性聚丙烯的结晶行为及其与物理机械性能之间的关系一直备受关注 .对于纯聚丙烯、聚丙烯与橡胶的共混物…     

自成核对等规聚丙烯结晶行为和性能的影响

结晶聚合物的结晶动力学影响其形态结构 ,而形态结构的变化对材料的性能有着重要的影响 [1] .成核剂能有效地降低聚合物的球晶尺寸 ,提高材料的性能 [2 ] ,因此被广泛地应用于工业生产中 .自成核 (self- seeding nucleation)是指聚合物自身的微小晶粒作为晶核而诱导结晶生长的一种成核方式 [3 ,4 ] ,它具有很高的成核效率 ,并能有效地降低球晶尺寸 .本文研究了等规聚丙烯的自成核过程、结晶行为、形态结构及其对材料性能的影响 .1　实验部分1 .1　样品的制备　等规聚丙烯 (i PP)为广东茂名石油化学工业公司产品 ,牌号为 T3 6 F.将 i PP粒…     

界面相互作用对尼龙6／聚乙烯共混物形态结构和流变行为的影响

利用扫描电子显微镜和动态力学分析仪研究了马来酸酐熔融接枝聚乙烯（ＰＥ－ｇ－ＭＡ）对尼龙６／聚乙烯（ＰＡ６／ＰＥ）共混物形态结构和动态力学行为的影响．结果表明，ＰＥ－ｇ－ＭＡ使ＰＡ６／ＰＥ共混物中ＰＡｅ的玻璃化转变峰向低温例偏移，这主要归因于ＰＥ－ｇ－ＭＡ改善了ＰＡ６和ＰＥ二者的相容性；但随着ＰＥ分散相中ＰＥ－ｇ－ＭＡ所占比重的增加，ＰＥ－ｇ－ＭＡ与ＰＡ６之间界面化学键合密度增大，使得ＰＡ６的玻璃化转变温度反而提高．同时，利用平行板流交仪研究了ＰＥ－ｇ－ＭＡ对ＰＡ６／ＰＥ共混物熔体流变行为的影响．ＰＥ－ｇ－ＭＡ使共混物熔体粘度和动态储能模量增大，这应归因于ＰＡ６／ＰＥ－ｇ－ＭＡ之间在熔融共混过程中的界面化学键合．     

纳米CaCO_3/相容剂/PP中的界面相互作用研究

采用不同相容剂(PP-g-MAH、POE-g-MAH和EVA-g-MAH)制备了不同界面相互作用的纳米CaCO3(CC)/相容剂/PP体系,研究了相容剂/PP和相容剂/CC界面相互作用对PP/CC的结晶形态、结晶行为、熔融特性和力学性能的影响.观察到PP/CC界面相互作用提高PP结晶温度和PP/CC的模量和冲击强度,但降低了屈服强度.相容剂/CC界面相互作用进一步提高了PP/CC的结晶温度.PP/相容剂界面相互作用取决于PP与相容剂相容性.PP/PP-g-MAH相容性高有利于提高PP/CC的异相成核作用和PP/CC屈服强度和模量,但降低冲击强度.PP/POE-g-MAH部分相容对相容剂/CC界面的异相成核作用、PP/CC屈服强度和模量影响不大,可明显提高冲击强度.但PP/EVA-g-MAH不相容导致PP/CC冲击强度明显降低.     

多官能团单体对马来酸酐接枝聚丙烯流变行为的影响

研究了多官能团辅助单体偏苯三酸三丙烯酯(TATM)对马来酸酐接枝聚丙烯的熔体流动速率(MFR)和流变行为的影响.当以不含抗氧剂的聚丙烯粉料为原料时,TATM的加入对稳定接枝产物MFR的效果并不理想.但将聚丙烯粉料添加抗氧剂并造粒后,TATM的加入则可有效稳定体系的MFR,各种流变曲线显示出接枝产物的熔体弹性明显提高,说明有枝化或交联结构出现.针对PP粉料和粒料间接枝产物流变行为存在的重大差异,结合熔体自由基接枝反应的机理进行了解释.TATM能够起到稳定MFR的效果是由于其提高了接枝物的熔体弹性,从而抵消了聚丙烯熔体接枝反应中所不可避免的β断链所造成的剪切黏度下降.聚丙烯粉料和粒料中抗氧剂的差异对聚丙烯的加工降解有严重影响,造成了TATM在不同聚丙烯体系中效果的差异.     

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.     

界面改性剂对刚性粒子增韧尼龙6熔体流变行为的影响

研究了界面改性剂对高岭土增韧尼龙６熔体流变行为的影响,并与硅烷偶联剂ＫＨ５５０进行了比较．结果表明,ＫＨ５５０的加入明显降低了高岭土填充尼龙６熔体的粘度和弹性,而界面改性剂显著地增强了它的粘度和弹性．这一差别应归因于同ＫＨ５５０相比,界面改性剂更有效地增强了高岭土与尼龙６基体之间的界面结合和其自身的回弹性能．同时,界面改性剂的用量对高岭土填充尼龙６流变行为具有很大影响．当界面改性剂的用量为高岭土和尼龙６总量的２％时,界面改性剂在高岭土表面上趋于“饱和”,再增加界面改性剂的用量,对流变行为的影响不大．     

热塑性聚氨酯及其复合材料的界面形态与流变特性

以聚酯型热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)、玻璃纤维(glass fiber,GF)和玻璃微珠(glass bead,GB)为主要原料制备了TPU/GF、TPU/GB共混物,考察了复合体系的热性能、微观结构、动态流变特性.研究发现,TPU是温敏型聚合物,其温敏性与材料的硬段含量有关,在加工过程中,除考虑剪切速率的影响外,需重点考虑温度对其加工性能的影响;GF,GB填充TPU体系具有良好的分散形态和界面结合牢度,GF和GB的加入能够增加体系的黏度,降低TPU的温敏性,加宽TPU的加工温度窗口,从而改善其成型加工性,并能一定程度地提高其耐热性.研究还发现,复合体系黏度的增加程度不仅和填料的含量有关,而且与填料的形状有关,可用等效直径表征.另外,从比表面积的角度比较了玻璃纤维和玻璃微珠对体系热稳定性的影响.     

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.     

EFFECTS OF COUPLING AGENTS ON THE RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF KAOLIN FILLED POLYAMIDE 6

An experimental study was carried out to investigate the effects of coupling agents on the rheological properties of kaolin filled polyamide 6(PA6). We have investigated the state of dispersion and interfacial interaction of the filled systems, using 'h:anning electron microscopy (SEM) and Molau test, respectively. It is found that the addition of the coupling agents to the PA6/ kaolin (20 wt percent) significantly decreases the melt viscosity and the melt elasticity (first normal stress difference). Moreover, the states of dispersion and the polymer/filler interactions have significant influences on the rheological properties of kaolin/PA6 systems. The rheological behavior of KH550 kaolin /PA6 system is different from that of KH560 kaolin/PA6 system, although chemical reactions have taken place between the surface of KH550 kaolin (or KH560 kaolin) and PA6 matrix during melt processing. This is attributable, in part, to the differences in the state of dispersion of kaolins in PA6 matrix and, to a great extent, to the differences in the extent of chemical reactions that have taken place between the filler and polymer matrix.     

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.