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。

α/β复合成核剂调控聚丙烯结晶过程的研究进展

综述了3类广泛应用的α/β复合成核剂对聚丙烯结晶动力学、结晶形态及宏观性能等方面影响的研究进展。总结了影响α/β复合成核剂调控聚丙烯结晶的主要因素在于两种成核剂的成核能力,具体表现为其成核聚丙烯结晶温度(TC)的高低:TC高的成核剂在聚丙烯结晶过程中起主导作用,TC低的成核剂基本不起成核作用,当两者的TC相接近时发生竞争成核。根据这一规律,找出了复合α、β两种成核剂的方法,并列举将其运用到调控聚丙烯的结晶过程中的实例。

α/β复合成核剂协同增强煤基均聚聚丙烯力学性能

针对煤基均聚聚丙烯(PP)结晶过程中β晶型成核生长能力较弱、冲击强度较低的问题,利用差示扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射仪(WAXD)和万能材料实验机研究了单独添加a,β和复合添加a/β成核剂对煤基均聚聚丙烯的结晶性能和力学性能的影响。研究表明,单独添加a或β成核剂均会存在一定的性能缺陷。DSC结果表明,a/β复合成核剂中β成核剂的存在会抑制a晶型的生成,β晶熔融峰强度会增加,在降温结晶曲线中也呈现出明显的β晶优先成核现象。WAXD结果表明,复合成核剂可以提高聚丙烯的β晶体的相对含量(K_(β))。a/β复合成核剂的加入有助于同时实现煤基均聚聚丙烯的刚韧平衡,当复合成核剂质量分数为0.15%、a/β比例为1:2时,PP的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高了15.9%,305.3%和72.5%。

基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响

将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯(iPP)力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7%,弯曲模量提升了21.8%,冲击强度提升了108.2%。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4%(质量分数,下同)时基本不变,此时冲击强度提升了175.3%,弯曲模量提升了15.0%,拉伸强度提升了6.5%。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。

α／β复合成核剂对等规聚丙烯结晶形态的影响及非等温结晶动力学

采用偏光显微镜(POM)及示差扫描量热(DSC)法考察了3种α/β复合成核剂NA40/NABW、NA40/HHPA-Ba、NA40/PA-03对成核等规聚丙烯(iPP)的结晶形态及非等温结晶动力学的影响。对成核iPP结晶形态的研究结果表明:α/β复合成核剂的加入能够减小iPP的球晶尺寸。影响α/β复合成核剂成核iPP结晶形态的主要因素是ΔTCp(ΔTCp为成核iPP结晶峰值温度与iPP结晶峰值温度的差值),即复合体系中ΔTCp较大的成核剂在iPP结晶过程中起主导作用,最终的结晶形态与单独添加这一成核剂时iPP的结晶形态相类似;当两种成核剂的ΔTCp接近相同时,两者竞争成核,成核iPP的结晶形态表现为两种成核剂共同作用的结果。因此,通过改变α/β复合成核剂的复合比例即改变两种成核剂的添加浓度,进而改变其ΔTCp,可以得到结晶形态完全不同的iPP。采用Caze法对非等温动力学进行了研究,结果表明:添加α/β复合成核剂能够提高iPP的结晶温度,缩短半结晶时间。复合成核剂成核iPP的结晶行为也同样受成核剂ΔTCp的影响,复合成核iPP的Avrami指数接近于复合体系中ΔTCp较大的成核剂单独添加时iPP的Avrami指数。