α/β复合成核剂成核聚丙烯的结晶形态及非等温结晶动力学研究

以山梨醇类S20成核剂为α成核剂与HHPA-Ba和PA-03两种β成核剂分别复配得到α/β复合成核剂。利用DSC和偏光显微镜考察了该复合成核剂对成核等规聚丙烯(iPP)结晶形态的影响,并采用Cazé法研究了成核iPP的非等温结晶动力学。实验结果表明,复合成核剂可减小成核iPP的球晶尺寸,成核iPP最终的结晶形态由复合成核剂中两种成核剂的含量决定。不同配比的复合成核剂均可提高iPP的结晶温度、缩短iPP的结晶时间、提高iPP的成型速率。成核iPP的Avrami指数在4⁵之间,最佳配比的S20/HHPA-Ba复合成核剂(S20成核剂的含量为40%(w))成核的iPP以混合成核模式结晶。以S20为α成核剂的α/β复合成核剂对成核iPP的结晶行为和结晶形态的影响基本一致。     

对叔丁基杯[8]芳烃成核剂对聚乳酸结晶行为的影响

用DSC和POM技术分析了新型成核剂对叔丁基杯[8]芳烃(TBC8-d)对聚乳酸结晶行为的影响。实验结果表明,TBC8-d是一种高效的聚乳酸成核剂,与纯聚乳酸相比,加入TBC8-d的聚乳酸的结晶温度和相对结晶度分别提高了14.1℃和11.1%;且TBC8-d的成核能力优于传统成核剂滑石粉。等温结晶动力学研究表明,随结晶温度的升高,TBC8-d的加入使聚乳酸的半结晶时间缩短,结晶速率常数增大;用TBC8-d成核的聚乳酸的结晶生长方式为异相成核的三维球晶生长。     

武汉理工大学进行β成核剂对抗冲聚丙烯共聚物的结晶和力学性能研究

武汉理工大学材料学院分别用α晶型成核剂和β晶型成核剂对抗冲聚丙烯共聚物（iPP）的结晶和力学性能进行研究，并用偏光显微镜（POM）、广角X射线衍射仪（WAXD）和差示扫描量热仪（DSC）对其进行了详细的表征。结果戋明，α和β成核剂使iPP的起始结晶温度（ton）提高15．3℃和127℃，结晶峰温度（tn）提高17℃和13．7℃，结晶速率加快。两种成核剂都能使球晶细化，使结晶更加均匀化、规整化，从而使结晶度增加。     

稀土镧系单核金属化合物β晶成核剂对等规聚丙烯成核效应的影响

考察了稀土镧系单核金属化合物(HPALa)β晶成核剂对等规聚丙烯(iPP)成核效应的影响。广角X射线衍射表征结果显示,HPALaβ晶成核剂能诱导iPP从α晶型转变成β晶型;成核iPP中β晶型iPP的含量取决于结晶过程中的冷却速率和等温结晶过程中的结晶温度,当HPALa添加量(w(HPALa),占iPP的质量分数)为0.20%时适宜的结晶温度为135℃,当w(HPALa)=0.05%时适宜的冷却速率为20~40℃/min。HPALaβ晶成核剂可同时改善iPP的刚性和韧性,当w(HPALa)=0.50%时,成核iPP在室温(25℃)下冷却结晶,与空白iPP相比,常温(23℃)抗冲强度提高了220%,弯曲模量提高了15%,拉伸强度提高了3%;当w(HPALa)增至1.0%时,成核iPP的力学性能基本保持不变。     

埃洛石对聚丙烯结晶行为的影响

以埃洛石(HNT)掺杂的高效Mg Cl2/Ti Cl4催化剂催化丙烯聚合,制备了含HNT纳米管(w=(20~200)×10-6)的聚丙烯(PP)树脂(PP-HNT),利用DSC方法研究了PP-HNT树脂的等温结晶动力学。由Avrami方程所得的结晶动力学参数表明,与纯PP相比,PP-HNT树脂的半结晶时间明显缩短,结晶速率常数增大。由Hoffman-Lauritzen方程研究球晶生长过程表明,与纯PP相比,PP-HNT树脂的链折叠自由能偏高,球晶生长速率降低。由于等温结晶速率由成核速率控制,故推测HNT使聚合物的成核速率加快,总的结晶速率加快。用偏光显微镜表征树脂的结晶形态显示,与纯PP相比,PP-HNT树脂的晶核密度增大,球晶尺寸减小。     

醇改性聚酯的结晶性能研究

研究了PETG(醇改性聚酯)的等温和非等温结晶性能。结果表明,大分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单元后,PETG的结晶能力和结晶速率明显降低。CHDM的摩尔分数不高于13．6％时,在185-120℃范围内可以观察到PETG的冷却结晶峰,而且只有在2℃／min冷却速率下才能观察到结晶放热峰。结晶温度对PETG的结晶能力有显著影响,半结晶时间在160℃时达到最小值。CHDM的摩尔分数为13．6％时,PETG在140-180℃等温结晶温度范围内的Avrami指数(n)平均值为2．51,这表明在等温条件下,1#PETG样品的结晶机理是以异相成核、二维和三维生长混合为主要特征的。     

基于山梨醇类α成核剂的α/β复合成核剂对等规聚丙烯力学性能的影响

以山梨醇类成核剂S20为α成核剂分别与3种β成核剂TMB-5,HHPA-Ba,PA-03复合得到复合成核剂,建立了成核剂含量与ΔTCp(ΔTCp为成核等规聚丙烯(iPP)结晶峰值温度与非成核iPP结晶峰值温度的差值)的关系曲线,考察了复合成核剂对iPP力学性能的影响。实验结果表明,通过成核剂含量与ΔTCp的关系曲线可确定复合成核剂的最佳配比;以S20为α成核剂制备复合成核剂时,复合成核剂的总含量以大于0.10%(w)(基于iPP的质量)为宜;确立复合成核剂最佳配比的实验方法适用于以S20为α成核剂的α/β复合成核剂体系;当成核剂以最佳配比复合时,成核iPP的刚性和韧性可同时提高。     

改性炭黑对聚乳酸结晶的异相成核作用

利用固相原位接枝技术制备了改性炭黑(MCB),并通过溶液浇铸成膜法制备了聚乳酸(PLA)/MCB复合膜。采用FTIR、DSC、偏光显微镜等分析手段,研究了炭黑(CB)和MCB对PLA结晶的异相成核作用。实验结果表明,CB和MCB均可用作PLA的成核剂,MCB对PLA结晶的成核效果优于CB。PLA和PLA/MCB中的球晶生长均存在RegimeⅡ-Ⅲ结晶转变。MCB的加入虽然降低了PLA分子链的运动活性,使球晶的生长速率下降,但由于其有效地提高了PLA的结晶成核密度,使得PLA的总结晶速率显著提高。     

取代芳基磷酸酯钠盐成核剂的晶体结构与聚丙烯附生结晶的过程北大核心CSCD

分别以甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,用溶剂挥发法制备两种不同晶体结构的2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA40)成核剂单晶。用单晶XRD法确定晶体的晶胞参数,并与等规聚丙烯(iPP)的晶胞参数比较,研究NA40与iPP的附生结晶关系。表征结果显示,NA40-MeOH和NA40-DMF均能与iPP发生附生结晶,有较好的成核性能,c轴长分别为1.1950nm和1.2619nm,约为iPP晶体c轴(0.650nm)的2倍,失配率分别为8.79%和3.78%,小于附生结晶能发生的10%~15%失配率上限。两种成核剂对iPP性能的改善作用相近,成核剂用量为0.1%(w)时,较空白iPP的弯曲模量提高约20%,拉伸强度提高10%,球晶尺寸均减小。     

取代芳基磷酸酯钠盐成核剂的晶体结构与聚丙烯附生结晶的过程

分别以甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,用溶剂挥发法制备两种不同晶体结构的2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA40)成核剂单晶。用单晶XRD法确定晶体的晶胞参数,并与等规聚丙烯(iPP)的晶胞参数比较,研究NA40与iPP的附生结晶关系。表征结果显示,NA40-MeOH和NA40-DMF均能与iPP发生附生结晶,有较好的成核性能,c轴长分别为1.1950nm和1.2619nm,约为iPP晶体c轴(0.650nm)的2倍,失配率分别为8.79%和3.78%,小于附生结晶能发生的10%~15%失配率上限。两种成核剂对iPP性能的改善作用相近,成核剂用量为0.1%(w)时,较空白iPP的弯曲模量提高约20%,拉伸强度提高10%,球晶尺寸均减小。     

EPDM和NX8000K对iPP结构及性能的影响

针对等规聚丙烯(iPP)韧性差，弹性体改性后降低了其结晶温度与结晶能力的问题，采用弹性体三元乙丙橡胶(EPDM)和成核剂山梨醇二缩芳香醛(NX8000K)联合改性iPP；并使用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和万能试验机等手段对iPP/EPDM/NX8000K三元材料的形貌结构及力学性能进行表征。结果表明：NX8000K的引入可以解决EPDM增韧iPP过程中降低其结晶能力的问题；当NX8000K质量分数为0.6%，EPDM质量分数较高(40%)时，结晶温度仍可达132.0 ℃，结晶度为53.5%。另外，NX8000K的引入可以高温诱导成核，促使iPP胶凝结晶，使iPP/EPDM/NX8000K三元材料的冲击强度在EPDM质量分数为30%时达到了52.4 kJ/m²，分别是纯iPP的11.4倍和相应iPP/EPDM二元材料的2.6倍。     

有机磷酸酯成核剂在聚丙烯中成核的有效性

采用差示扫描量热计考察了 2 ,2′-亚甲基 -双 (4 ,6-二叔丁基苯基 )磷酸及其衍生物在聚丙烯中成核的有效性 ,并研究了成核剂对力学性能的影响。结果表明 :在聚丙烯中添加 0 4% (质量分数 )的磷酸酯的钠盐或甘油酯 ,使聚丙烯的结晶温度提高了 15℃或 11℃ ,结晶度增加 3 %～ 6% ,结晶速率显著增加 ;在反复熔融、结晶过程中 ,其成核效应没有发生改变 ;材料的模量提高了 2 0 %～ 3 0 % ,弯曲强度也提高了 10 %～ 2 0 %。其它几种磷酸酯的成核效果不明显     

基于α/β复合成核剂调控等规聚丙烯刚性及韧性规律的研究

将一种α晶型成核剂NA40和一种β晶型成核剂NABW复合,在总添加量为0.2%(质量分数)时,以不同的复合比例加入到等规聚丙烯中,考察了复合比例对等规聚丙烯力学性能的影响。实验结果表明,改变两种成核剂的复合比例能够调控等规聚丙烯的刚性及韧性,并可同时提高等规聚丙烯的刚性和韧性。在上述实验的基础上,通过计算各复合比例下NA40与NABW的ΔTCp(ΔTCp为成核等规聚丙烯结晶峰值温度与等规聚丙烯结晶峰值温度的差值)之差(ΔTCpαβ),发现在最佳复合比例处两种成核剂的ΔTCpαβ绝对值最小。据此,建立了一种确定两种成核剂最佳复合比例的方法,即计算各复合比例下两种成核剂的ΔTCpαβ,取其最小绝对值对应的复合比例为该添加量下的最佳复合比例,并选取NA40/HHPA-Ba和NA40/PA-03复合体系对该方法的有效性进行了验证,证明该方法适用于不同的复合体系。     

稀土β成核剂对高抗冲聚丙烯性能的影响

通过力学性能测定、示差扫描量热和广角X射线衍射等方法,考察了稀土β成核剂(W BG)对高抗冲聚丙烯(H IPP)力学性能和结晶行为的影响。实验结果表明,加入W BG可使H IPP的冲击强度、断裂伸长率和热变形温度大幅度提高。当W BG添加量(质量分数)为0.15%时,试样中β晶的相对含量达到90%以上。结晶动力学研究表明,加入W BG导致H IPP体系在非等温结晶条件下结晶速率减慢,但W BG具有明显的异相成核作用,当W BG添加量为0.10%时,可使初始结晶温度升高10℃以上。含W BG的H IPP体系经多次加热-冷却处理后β晶的相对含量未发生显著变化,说明W BG具有良好的加工稳定性。     

纳米成核剂在聚丙烯中的应用研究

综述了纳米成核剂在聚丙烯中的应用研究进展,重点讨论了无机纳米成核剂对聚丙烯力学性能和结晶行为的影响。纳米成核剂的加入对聚丙烯的β晶结晶过程有明显的诱导作用,提高了β晶的含量,可使聚丙烯的刚性和韧性同时得到增强。     

聚丙烯β成核剂的研究进展

综述了稠环化合物、芳香胺类化合物、金属盐与二元羧酸的复合物和稀土类化合物等β成核剂的研究进展;分析了β成核剂的添加量和聚丙烯的结晶温度对聚丙烯中β晶型相对含量的影响;归纳了β成核剂诱导聚丙烯成核机理方面的工作。开发高效、通用、成本低和加工性好的β成核剂是近年来的研究发展方向,加强β成核剂成核机理方面的研究对于开发新型β成核剂有重要意义。     

山梨醇缩醛成核剂成核机理初探

利用带有热台的光学显微镜,分别观察并记录山梨醇缩醛成核剂ZC-3在载玻片和聚丙烯薄片上随温度升高所发生的变化,发现ZC-3在载玻片上是熔融过程,而在聚丙烯薄片上是一个溶解过程,进而通过试验证实了山梨醇缩醛类成核剂的成核机理确有溶解过程。     

Study on Morphology and Non-isothermal Crystallization Behavior of Poly（phenylene sulfide）/Poly（ethylene-co-cyclohexane 1,4-dimethanol terephthalate） Blend

A binary alloy consisting of poly(phenylene-sulfide) (PPS)/ poly(ethylene terephthalate-co-1,4-cyclohexanedimethanol) (PETG) was prepared by the melt blending technology using a twin-screw extruder. The morphology and crystallization behavior of the alloy material were investigated by means of SEM, POM and DSC. The SEM study of the alloy samples revealed that PPS and PETG comprised an incompatible system and the interface structure of two phases could be observed distinctly when the composition of the binary alloy was being changed. The POM results had revealed that incorporation of PETG into PPS could lead to formation of larger spherulite crystals in the course of PPS crystallization, but small and grainy spherulite crystals appeared with further increase in the PETG concentration. The DSC analyses revealed that addition of PETG to the alloy composition could shift the PPS crystallization temperature towards the high-temperature region.