新型成核劑對聚丙烯結(jié)晶性能的影響.pdf

1、聚丙烯(Polypropylene，PP)的價格低廉和綜合性能好，并以6-7％/年的速率增長，成為國內(nèi)外發(fā)展最快的商用熱塑性塑料之一。由于PP低溫韌性較低，極大地限制其進一步應(yīng)用，PP增韌改性一直成為國內(nèi)外研究的熱點之一。PP常見的晶型結(jié)構(gòu)有a、b、γ晶型，b晶型PP的韌性較高。控制PP晶型結(jié)構(gòu)(增加PP中b晶型的含量)來增韌PP是一種簡單、常見和高效的方法，b成核劑能有效增加PP中b晶型的含量。同時，工藝條件對b晶型PP的形成也很重要

2、。
　　本文考察均聚和共聚PP的熱性能，通過對比篩選出性能較好兩種PP；采用一種新型的成核劑(b-NA)來改性均聚 PP(T30S)和共聚 PP(EPC30R)，考察了b-NA對均聚和共聚結(jié)晶行為和力學(xué)性能的影響，并分析了熱處理工藝對均聚和共聚PP力學(xué)性能的影響；選用GF、Talc、CaCO3三種填料分別與PP和b-NA制備了三元復(fù)合體系，考察了填料對b-NA成核行為的影響。本實驗綜合運用變溫傅里葉紅外分析儀(FTIR)、差示掃描

3、量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)、廣角X射線衍射儀(WXRD)、熱失重分析儀(TG)等檢測手段，對各項性能進行測試。得到的結(jié)論如下：
　　1. DSC測試考察了均聚和共聚PP的熔融行為，發(fā)現(xiàn)熱處理不會改變PP的晶型結(jié)構(gòu)，PP的熔融峰隨熱處理溫度變化有顯著的影響。PP的結(jié)晶度隨著熱處理溫度(Tr)升高先增加后降低。變溫FTIR分析知PP的特征結(jié)晶吸收帶(1167 cm-1)的頻率隨溫度的升高向低頻方向移動。PP的收縮率(S)隨

4、著Tr升高先增加，當(dāng)Tr達到110℃后趨于穩(wěn)定。
　　2.采用DSC、POM、SEM、WXRD四種測試方法考察了b-NA對均聚和共聚PP的結(jié)晶性能的影響，加入0.3%的b-NA，均聚和共聚PP生成了大量的b晶型結(jié)構(gòu)的PP。DSC曲線上的熔融峰出現(xiàn)了雙峰，并在155℃出現(xiàn)了b晶型熔融峰；WXRD譜圖在衍射角為15.9°，晶面指數(shù)為(300)，出現(xiàn)很強的b晶型衍射峰；刻蝕掉PP的非晶相，加入b-NA試樣的SEM照片中晶體的形貌特征呈放

5、射狀，典型的b晶型PP的形貌；POM照片中純PP晶型是球晶，出現(xiàn)典型的黑十字消光現(xiàn)象，加入b-NA試樣出現(xiàn)了針葉狀的晶體形貌。
　　3.加入b-NA和采用熱處理工藝均能有效的提高PP的韌性。力學(xué)性能測試結(jié)果表明PP的拉伸性能和彎曲性能隨著Tr升高呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，均聚PP沖擊強度隨Tr的升高相應(yīng)的降低，共聚PP隨Tr升高相應(yīng)的升高。加入0.3%的b-NA，均聚和共聚PP的拉伸性能會有小幅度的降低，而均聚T30S的沖擊強度由9

6、.5升高到18.5kJ/m2，共聚EPC30R的沖擊強度由13.9升高至19.9 kJ/m2，且斷裂伸長率均成倍的增加，當(dāng)PP在110℃恒溫?zé)崽幚?h，PP/b-NA的綜合力學(xué)性能較好。
　　4.填料和b-NA共存在PP中，兩種組分對PP的作用效果是相反的，填料和b-NA存在一種競爭的關(guān)系。填料的含量低于15%時，b-NA成核增韌作用占主導(dǎo)地位；填料的含量超過15%，材料的沖擊韌性急劇下降，填料增強占主導(dǎo)地位，b-NA的增韌效果作