热处理对HDPE／iPP共混物中附生结晶的影响

木工作用透射电子显微术研究不同热处理温度对HDPE/iPP共混物溶液浇铸薄膜中附生结晶的影响。经热处理的共混物薄膜HDPE片晶尺寸明显增加,但其长轴仍与iPP成约50°夹角。电子衍射和暗场的实验结果及样品倾斜技术的利用证明了在iPP的两种结构区域中HDPE均在iPP上异相附生生长,两者的接触面为iPP的(010)和HDPE的(100)。在194℃热处理20min,然后自然冷却的HDPE/iPP共混物薄膜中的HDPE仍然在iPP上附生生长。     

聚丙烯／聚乙烯共混物高取向薄膜的形态结构研究

在等规聚丙烯(iPP)与高密度聚乙烯(HDPE)共混物的熔体拉伸薄膜中,两组份均以高取向的片晶形式存在,片晶生长方向垂直于拉伸方向。当iPP含量小于20％时,无明显的iPP相区存在;在iPP含量为40—60％时,两组份各自形成继续相,而在iPP含量大于70％时,HDPE以分散相存在。iPP的加入,使HDPE的片晶宽度减小,同时影响其结构的对称性,即由纯HDPE的非对称近单晶结构变为对称的纤维结构。 在制膜温度较高(135—140℃),HDPE含量较低(小于30％)时,HDPE在iPP上附生结晶。两种片晶的c轴成45°—50°交角,附生结晶的接触面为HDPE的(100)和iPP的(010)。     

聚丙烯/高密度聚乙烯高取向共混物的附生结晶

<正> 最近,聚合物之间的附生结晶引起人们的极大兴趣和关注。附生结晶是一种结晶物质在另一种结晶物质上的取向生长,二者之间有特殊的作用。这种附生作用对结晶聚合物共混体系的形态结构和性能有极为重要的影响。本工作以电子显微镜方法研究熔体拉伸直接导致等规聚丙烯(iPP)和高密度聚乙烯(HDPE)共混物附生结晶。     

LDPE／iPP复合膜的附生结晶研究

附生结晶(epitaxy)是指结晶物质在结晶基质上的取向成核和生长。聚合物-聚合物的附生结晶揭示了聚合物间新的结构关系,在高分子物理领域引起了极大兴趣和广泛关注。根据结构关系,聚合物附生结晶主要分为两类,即均相附生结晶(homoepitaxy)和异相附生结晶(het-eroepitaxy)。在异相附生体系中,大多数研究工作集中在全同立构聚丙烯(iPP)与一些锯齿链     

DC26NDCA诱导聚丙烯的β晶型结晶行为及微观形态研究

研究了N,N-二环己基-2,6-萘二酰胺(DC26NDCA)诱导等规聚丙烯(iPP)的结晶行为和微观形态。用WAXD分析DC26NDCA诱导iPP晶型的变化,用DSC研究DC26NDCA对iPP的结晶和熔融行为的影响,并用偏光显微镜(POM)原位观察DC26NDCA诱导iPP的结晶生长过程。结果表明：DC26NDCA能有效地诱导iPP产生卢晶型,卢晶含量可达90％以上,使iPP非等温结晶过程的结晶温度(Tc)从110．2℃提高到126．6℃,而熔融温度由161．2℃下降至151．6℃;POM原位观察结果表明,β型成核剂DC26NDCA诱导iPP成核结晶的生长过程和方式符合附生结晶的规律。     

间同立构聚丙烯在聚乙烯(100)晶面上的附生行为研究

利用电子显微镜的欠焦成像和电子衍射技术对间同立构聚丙烯(sPP)在高密度聚乙烯(HDPE)的(100)晶面上的结晶行为进行了研究,明场结果表明,sPP能在HDPE的(100)晶面上附生生长,形成相互交叉的草席状片晶结构,电子衍射结果证明,附生生长的sPP与HDPE的接触面为(100)晶面,sPP与HDPE的分子链方向成固定的±37.交角,说明sPP在纤维取向的HDPE基质上附生结晶不仅仅是HDPE的(110)晶面对sPP有取向成核作用,(100)HDPE晶面也可作为sPP晶体的取向成核点.     

LLDPE/IPP共混物高取向薄膜的附生结晶

本文用透射电子显微术、电子衍射等方法研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)和等规聚丙烯(IPP)共混物高取向薄膜的形态结构.在熔体拉伸薄膜中统组分的LLDPE与IPP均以高取向的片晶形式存在,片晶生长方向垂直手拉伸方向.当共混物中LLDPE含量较低(小于40％)时,作为分散相的LLDPE在IPP上附生结晶.两种片晶的c轴成45°交角,附生结晶的接触面为LLDPE的(100)和IPP的(010).而在LLDPE含量大于50％时,LLDPE形成独立的相区,则不存在附生结晶现象,结果两种片晶的生长方向均垂直于拉伸方向.在135℃热处理15min,然后自然冷却的LLDPE/IPP共混物薄膜中,当LLDPE含量≤50％时,LLDPE仍然在IPP上附生生长,二者的结构关系与热处理前的相同.     

等规聚丁烯-1与等规聚丙烯间界面的结构与性能研究

基于构建的iPB-1与iPP的双层热压复合膜,设计两相界面结构,并通过撕裂实验、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),研究高温退火温度与结晶温度对iPB-1与iPP间界面结构和性能的影响.结果表明,iPB-1/iPP复合样品经退火处理后,界面黏结强度明显下降,且退火温度越高,界面黏结强度和撕裂面粗糙度均越低.另外,经高温退火及两步降温结晶(即iPP于130℃先结晶、iPB-1于60℃后结晶)后,样品的平均界面黏结强度、撕裂面粗糙度、界面层厚度均比经一步降温结晶(iPP和iPB-1于60℃同时结晶)后的更高,且出现iPB-1分子链向iPP相区扩散的界面相结构.     

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。     

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.     

等规聚丙烯在γ射线辐照下的链结构和结晶行为

利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)等手段对不同剂量γ射线辐照后等规聚丙烯(iPP)的分子链结构及结晶行为的变化进行了研究.结果表明,γ射线辐照使iPP的分子量下降,并在其分子链中产生羟基和羰基等极性基团,从而影响其结晶行为.在非等温结晶过程中,当辐照剂量≤50 kGy时,iPP的热结晶温度略有升高;增大辐照剂量,iPP的热结晶温度明显降低.iPP的熔融温度则随辐照剂量的增大而降低,且分裂成双峰.利用Avrami方程研究了辐照前后iPP的等温结晶动力学,发现辐照前后样品的Avrami指数n都在3左右,表明iPP的结晶遵循异相成核机理,且不受辐照剂量和等温结晶温度的影响,但总结晶速率随等温结晶温度和辐照剂量的升高而逐渐减小.探讨了iPP经过γ射线辐照后,分子链断裂、链结构变化和结晶速率之间的关系.     

Effect of γ-Ray Irradiation on Chain Structure and Crystallization Rehavior of Isotactic Polypronylene

利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)等手段对不同剂量γ射线辐照后等规聚丙烯(iPP)的分子链结构及结晶行为的变化进行了研究.结果表明,γ射线辐照使iPP的分子量下降,并在其分子链中产生羟基和羰基等极性基团,从而影响其结晶行为.在非等温结晶过程中,当辐照剂量≤50 kGy时,iPP的热结晶温度略有升高;增大辐照剂量,iPP的热结晶温度明显降低.iPP的熔融温度则随辐照剂量的增大而降低,且分裂成双峰.利用Avrami方程研究了辐照前后iPP的等温结晶动力学,发现辐照前后样品的Avrami指数n都在3左右,表明iPP的结晶遵循异相成核机理,且不受辐照剂量和等温结晶温度的影响,但总结晶速率随等温结晶温度和辐照剂量的升高而逐渐减小.探讨了iPP经过γ射线辐照后,分子链断裂、链结构变化和结晶速率之间的关系.     

EPITAXIAL CRYSTALLIZATION OF HDPE ON iPP IN HDPE/iPP BLENDS

Unique crystalline morphologies of solution-cast films of HDPE/iPP blends were inves-tigated by means of transmission electron microscopy (TEM), electron diffraction, metalshadowing and specimen-tilt techniques. The unique morphologies come from an epitaxialcrystallization of HDPE on iPP. The contact planes of the two kinds of crystals are (100)of HDPE and (010) of iPP, while the intercrossing angle between their chain axes is about50°. The HDPE existed with different crystalline morphologies in the two kinds of crystal-line regions of iPP spherulites, i.e. cross-hatched and single-crystal-type structures. Basedon structural analysis, two models of epitaxial growth of HDPE on iPP are proposed.     

高抗冲共聚聚丙烯的结晶动力学及形态

用示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(PLM)和场发射扫描电镜(FESEM)对高抗冲共聚聚丙烯(HIPP)的非等温结晶行为、等温结晶动力学及结晶形态进行了系统研究, 并与均聚聚丙烯(iPP)进行了对比. 非等温热分析结果表明, HIPP的结晶和熔融温度均低于iPP. 等温结晶动力学分析结果表明, HIPP的半结晶时间、结晶活化能及分子链折叠端表面自由能均高于iPP. 研究结果表明, HIPP中的共聚组分与基体存在部分相容性, 并阻碍其结晶. PLM和FESEM研究结果表明, HIPP中存在大量均匀分散的橡胶粒子, 其直径约1~2 μm, 并具有核-壳结构. 增韧相在基体相中的良好分散与粘结, 以及有效核-壳增韧结构的形成是实现HIPP良好刚-韧平衡性能的关键. 这与HIPP的组成及聚合工艺密切相关.     

聚烯烃共混物注射制品的形态控制与多层次结构

从注射制品形态控制和结构表征的角度探讨高分子材料加工-形态-性能之间的关系.研究中采用动态保压成型方法来制备注射样品,在注射成型过程中引入剪切应力场的作用,制得的样品表现出明显的多层次结构,从外向里分别为皮层、剪切层、芯层,表现出不同的相形态、结晶形貌以及取向行为.研究发现,剪切应力对聚烯烃的形态发展和结构变化具有重要影响.在剪切应力的作用下,聚烯烃共混物中分散相会发生变形、取向,从而导致共混物的相转变点发生移动;结晶形态从球晶转变为shish-kebab结构;聚烯烃共混物在高剪切应力下相容,低剪切下发生相分离;HDPE/PP共混物的注射制品中出现附生结晶等现象.     

高密度聚乙烯/全同立构聚丙烯共混物超拉伸纤维的热行为与力学行为

用热拉法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/全同立构聚丙烯(iPP)共混物超拉伸纤维,研究了拉伸比对其热行为及力学行为的影响,随拉伸比增加,纤维中HDPE与iPP的结晶度增大,熔融温度升高、熔程变宽;纤维中HDPE与iPP的结晶度低于其纯组分,熔融湿度与熔程基本不受组分比的影响,随拉伸比增加,纤维的模量增高,以HDPE为主的纤维的拉伸强度增大,以iPP为主的纤维拉伸强度增至一定值后,不再随拉伸比增加而增大,并有下降趋势。     

左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)共混物在取向聚乙烯基底上的附生结晶行为

利用电子显微镜结合电子衍射研究了左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)(PLLA/PCL)共混物在取向聚乙烯(PE)基底上的结晶行为.纯PLLA在取向PE基底上能够附生结晶,主要形成分子链相互垂直的片晶结构.PCL在PE基质上也能发生附生结晶,导致两者分子链平行.PLLA/PCL共混物在取向PE基底上结晶的形态结构依赖于共混组成.在PLLA含量大于95 wt%时,PCL不影响PLLA与PE的附生结晶行为.当PCL含量增加至10 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶行为受到了一定程度的影响.当PCL含量超过40 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶被抑制,取而代之是PCL在PE取向基质上附生结晶,产生两者分子链平行的取向片晶.另外,在PLLA含量在50 wt%~30 wt%之间时,体系产生明显的微相分离,微相分离并不影响PCL与PE的附生结晶,在PCL的富集区仍然发生平行链附生结晶,而PLLA的富集区结构变得模糊.当PLLA含量少于20 wt%时,微相分离不明显,少量PLLA应该分散在PCL片晶间的非晶区.     

等规聚丙烯/二元乙丙橡胶合金相分离对结晶动力学的影响

用小角激光光散射(SALLS)、相差显微镜(PCM)、示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了聚丙烯/二元乙丙橡胶(iPP/EPR)共混体系的相分离行为和等温结晶行为.发现iPP/EPR(50/50,W/W)发生的液-液相分离遵循spinodal机理.通过Cahn-Hilliard方程求得了不同实验温度下iPP/EPR的表观扩散系数(Dapp)以及spinodal温度(Ts).考察了不同相分离程度的iPP/EPR体系结晶动力学,发现延长相分离时间(tps)或提高相分离温度(Tps)均会导致半结晶时间(t1/2)增大,即结晶速率降低.这被归于EPR成核作用的降低.动力学分析结果表明Avrami模型适用于描述该体系的等温结晶过程,其结晶机理基本不受相分离程度的影响,结晶均以瞬时成核和三维生长为主.     

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.     

聚合物在压力下的流动诱导结晶

流动诱导聚合物结晶研究很少在压力场下开展,其原因是压力下流动诱导聚合物结晶对实验设备要求较高。然而,实际加工中不仅存在流动场,还有压力场。为此,作者课题组利用自制的装置对压力下流动诱导聚合物结晶开展了系统研究,发现其结晶行为与常压的流动诱导结晶有较大差别。等规聚丙烯(iPP)在压力和剪切场下可形成独特取向球形晶体形态。在短时间内(30min),iPP片晶可快速增厚,形成熔点接近平衡熔点的厚片晶(近180℃),其原因是在压力和流动场协同作用下,片晶增厚活化能快速减小。同时,从研究结果也获得了添加β成核剂的iPP体系在压力和流动场下形成β晶的窗口条件。对聚乳酸(PLA)的研究也发现了相似的片晶快速增厚规律。另外,在压力和流动场下,可直接从PLA熔体中获得可增韧PLA的β晶。研究成果为实际加工中的聚合物形态结构调控提供了理论和实验依据。