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稀土β成核剂改性无规共聚聚丙烯的流变性能与结晶性能研究

张梅  
【摘要】:聚丙烯综合性能优异,但同时也存在着某些缺陷,如抗冲击强度低,抵抗外力作用的能力差,热收缩等,在很大程度上限制了聚丙烯的应用范围。通过化学或物理改性来提高聚丙烯综合性能或某方面的性能,能起到扩大其应用范围的作用。 本文采用六种稀土β成核剂(WBG-1、WBG-2、WBG-3、WBG-4、WBG-5、WBG-6)进行PPR改性,并对其改性制品的力学、结晶及流变性能进行研究。 通过对六种成核剂改性PPR力学性能的研究,发现:六种稀土β成核剂均能不同程度的改善聚丙烯的力学性能。WBG-1(0.3%)、WBG-2(0.1%)和WBG-6(0.1%)改性PPR断裂伸长率由256.3%分别提高到945.4%、747.1%和411.0%;WBG-3和WBG-5在任意组分(0.1%-0.5%)含量是均有较好的断裂伸长率,都在700%左右;而WBG-4在0.1%-0.3%时,伸长率在700%多;常温(25oC)和低温(-30oC)抗冲强度也有很好的提高;并且加入成核剂后,样品的断面出现韧窝,韧性断裂特征较明显。 结晶情况除与成核剂浓度相关外,还受其他条件如温度、剪切、热历史等影响,对纯PPR及(WBG-1、WBG-2、WBG-3)改性制品结晶行为进行研究。结果表明,纯PPR结晶较慢,球晶之间具有明显的界面,改性PPR结晶速率加快,球晶尺寸变小,出现非球晶界面,形成不规则的“花状”晶体;通过DSC熔融曲线可知,改性PPR出现两个熔融吸收峰,WBG-1(0.1%)、WBG-2(0.3%)、WBG-3(0.5%)的?β分别在54.2%、50.6%和45%左右,均有明显的β成核效果;而由WAXD求得的改性PPR的Kx分别在30%、29.03%和30%左右,与力学性能和DSC所得具有一致的变化趋势。 成核剂的加入对PPR的加工和挤出流变性能有影响,对WBG-1稀土β成核剂改性聚丙烯流变性能进行研究。结果发现, 0.1%WBG-1的加入使PPR粘流活化能变大,在剪切速率相同的情况下,随β成核剂浓度的增多,剪切压力具有减小的趋势;在低剪切速率范围内,成核剂的加入使相同剪切速率下的剪切粘度变小,但随着剪切速率的增大,剪切粘度随剪切速率变化的曲线出现明显的靠拢,成核剂加入量的变化对PPR入口压力降影响不明显;通过DMA测试可知,PPR在60℃-70℃范围内出现小的损耗峰,WBG-1成核剂改性PPR的损耗因子有不同程度的增加。


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