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《浙江大学》 2007年
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聚丙烯/乙丙橡胶合金相分离行为及其对结晶行为的影响

陶礼阳  
【摘要】: 等规聚丙烯(iPP)/弹性体共混是提高iPP冲击性能的主要途径。同时,聚丙烯反应合金等新型聚丙烯材料组成也以iPP、乙丙无规共聚物(EPR)为主。因此,iPP/EPR体系的凝聚态结构形态与性能关系的研究吸引了许多研究者的关注。由于iPP/EPR体系为具有重要用途的结晶/非晶高分子共混材料,研究其凝聚态结构与性能的关系不仅具有重要的理论意义,同时也具有重大的应用价值。然而在熔体状态下,iPP与EPR发生的液—液相分离行为势必会对材料的凝聚态结构产生影响。本文以iPP/EPR共混体系为研究对象,对iPP/EPR的相分离动力学、相形态、相分离对结晶行为的影响以及相分离对结晶结构的影响进行了研究。 采用小角激光光散射(SALLS)、相差显微镜(PCM)研究了聚丙烯/二元乙丙橡胶(iPP/EPR)共混体系的相分离行为。发现iPP/EPR(50/50 wt/wt)发生的液—液相分离遵循Spinodal机理。根据Cahn-Hilliard定理获得了不同实验温度下iPP/EPR(50/50 wt/wt)的表观扩散系数(D_(app))以及Spinodal温度(T_s)。研究了不同相分离温度下,相形态对相分离时间的依赖性,发现在整个实验范围内,相区粗化对时间尺度的变化较为敏感,而对温度的变化不敏感。 用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了聚丙烯等温结晶行为。考察了不同相分离程度的iPP/EPR(50/50 wt/wt)合金的结晶动力学,发现延长相分离时间(t_(ps))或提高相分离温度(T_(ps))均会导致半结晶时间(t_(1/2))增大,即结晶速率降低。这被归于EPR成核作用的降低和iPP富集相粘度的增大。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,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。iPP/EPR(50/50 wt/wt)合金球晶内部晶相与非晶相呈现双连续结构,并且受到相分离程度影响。相分离程度越大,两相尺寸越大,并且球晶的双折射现象越明显。这主要是由相分离程度的不同而导致的iPP结晶受限程度不同所引起的。球晶生长速率随相分离程度增大而减小,与DSC结果一致。 采用DSC、广角X射线衍射(WAXD)和PCM研究了制样方法、组分、结晶条件和退火时间对iPP/EPR合金中β-iPP形成的影响。发现通过熔融法制得的iPP/EPR合金中同时存在α-iPP和β-iPP,并且β-iPP的形成与等温结晶条件、组 分和退火时间有关。其等温结晶的临界温度为114~134℃,当iPP与EPR质量比为85:15时形成的β-iPP最多,延长退火时间会消除iPP β晶的产生。然而溶液沉淀法制得的iPP/EPR中只存在α-iPP,与等温结晶条件、组分、退火时间均无关。表明制样方法对β-iPP的形成起着关键作用。热机械历史的不同可能是熔融法制备的iPP/EPR合金形成β-iPP的主要原因。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ333.4

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