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β成核剂改性无规共聚聚丙烯/等规聚丙烯共混物的性能研究

朱亚明  
【摘要】:等规聚丙烯(iPP)刚性大而脆,无规共聚聚丙烯(PPR)主链结构规整性较iPP差,但具有更优的抗冲击性能和耐压性能,β成核剂在改性iPP、PPR的韧性方面都具有显著的效果。PPR与iPP分子链结构几乎相同,两者相容性好,本文以两种稀土配合物(β成核剂)改性PPR/iPP共混物力学性能和热性能为研究内容,采用偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、扫描电镜(SEM)等研究了共混物结晶过程、冲击断面形貌等。 成核剂Ⅰ对系列PPR/iPP共混物有明显的β晶成核促进作用,低至0.05wt%的成核剂可大幅度地提高PPR/iPP(质量比70/30、50/50、30/70,记为70PPR、50PPR、30PPR)共混物的冲击韧性,而拉伸强度下降幅度在10%以内。0.05wt%的β成核剂Ⅰ将PPR、70PPR、50PPR、30PPR和iPP体系的Izod缺口冲击强度依次从42.7、33.7、14.5、8.3、5.1kJ/m2提高到87.8、63.4、29.3、13.9、8.2kJ/m2,用量增加到0.2wt%,增韧作用反而减弱。DSC研究表明0.05wt%β成核剂Ⅰ对PPR、70%PPR与30%iPP共混物(70PPR)体系β晶促进作用十分明显,第II次升温扫描峰温分别在147.0、149.8℃,归属于典型β晶的熔点。WAXD分析表明0.05wt%β成核剂Ⅰ对70PPR具有明显的β晶成核促进作用,成核剂用量增至0.2wt%,对70PPR、50PPR、30PPR共混物晶成核作用增强。缺口冲击断面的SEM观察表明加入了0.05wt%β成核剂Ⅰ的PPR和70PPR表现为明显的韧性断裂特征,加入了0.2wt%β成核剂Ⅰ的70PPR同PPR的冲击断面相似,呈现一定的脆性断裂特征。 0.25wt%β成核剂Ⅱ对30PPR、70PPR体系具有明显的增韧改性作用,DSC、WAXD分析表明β成核剂Ⅱ促进了β晶的形成。在非等温结晶过程当中,随着结晶速率的升高,0.25wt%β成核剂Ⅱ改性的30PPR(0.2530PPR)、0.25wt%β成核剂Ⅱ改性的70PPR (0.2570PPR)结晶温度都向高温区移动,结晶温度范围变宽;在相同的降温速率下,要达到相同的结晶度,添加了β成核剂Ⅱ体系所需的时间比未加成核剂体系明显变长,如要达到相同的结晶度,添加了β成核剂体系所需的冷却速率要大于未加成核剂体系所需的冷却速率,说明β成核剂的加入,降低了体系的总结晶速率。Jeziorny法和莫志深法均能很好描述0.2570PP、0.2570PPR的非等温结晶过程但Ozawa法效果不太理想。


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