β成核聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与力学性能

本文使用双螺杆挤出机制备了β成核聚丙烯(β-PP)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料。采用FTIR、XRD和SEM分析了复合材料的微观结构与形貌特征,考察了OMMT、β成核剂(β-NA)及增容剂用量对复合材料冲击强度和弯曲强度的影响,并对比研究了标准BP神经网络模型和LM-BP神经网络模型对力学性能的预测能力。结果表明,增容剂与OMMT表面形成了强相互作用,提高了复合体系的相容性,黏土片以插层结构分散在β-PP基体内。OMMT、β-NA及增容剂用量对复合材料的力学性能均产生了一定影响,其中添加30%增容剂时复合材料的冲击强度约为不添加时的4倍,而弯曲强度仅降低了28.39%。此外,与标准BP神经网络模型相比,LM-BP神经网络模型具有更快的收敛速度和更高的预测精度。该研究为优化PP基纳米复合材料的制备及力学性能预测提供了参考。

β成核剂对PPH拉伸双屈服行为的影响

均聚聚丙烯(PPH)广泛应用于制备餐盒和编织袋,加入β成核剂后,改善了PPH的韧性,但是,关于β成核剂对其拉伸双屈服行为影响的研究仍较少。因此,将β成核剂加入PPH熔体中,制备β⁃PPH粒料,再进行注射成型,得到样条测试其性能。将β成核剂加入PPH后,熔融曲线中出现了明显的β晶型熔融峰,随着其结晶峰值温度的升高,PPH的结晶能力得到提高,当β成核剂的含量为0.2%时,PPH中β晶型的相对含量达到最大值,其值为49.8%,断裂伸长率达到最佳;当β成核剂的添加量大于0.2%时,PPH中β晶型的相对含量逐渐降低,断裂伸长率下降。采用50 mm/min的速率进行拉伸,PPH发生高应力的双屈服行为,其第二次屈服应力值为35.53 MPa。而β⁃PPH的2次屈服应力值均较低,与β⁃PPH的第一次屈服应力值相比,其第二次屈服应力值更低,第一个屈服阶段,β⁃PPH产生应力发白现象且温度无明显变化;第二个屈服阶段,β⁃PPH产生局部颈缩且有明显温升现象。随着β成核剂含量的增大,β⁃PPH的第一次屈服应变值、第一次屈服应力值及第二次屈服应力值均减小,第二次屈服应变值增大。

双单体接枝聚丙烯/聚烯烃弹性体增容聚丙烯/硅灰石/β成核剂复合材料

以丙烯酸-2-羟乙酯/马来酸酐接枝聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体共聚物(PPHM)为相容剂,通过熔融挤出制备了β成核聚丙烯/硅灰石复合材料。考察了PPHM含量对复合材料结构和性能的影响。红外光谱、扫描电镜和X射线衍射结果表明,PPHM与硅灰石表面形成了强相互作用,使复合体系的相容性得到提高,并对PP的结晶产生了明显影响。含50%(质量分数)PPHM的复合材料的缺口冲击强度达到(18.4±1.3)kJ/m~2,约为纯PP的3倍,而拉伸强度仅降低了20.3%,实现了韧性和强度之间的相对平衡;此外,复合材料的熔体强度和热稳定性优于纯PP。

聚丙烯酰胺类β成核剂研究进展

目前应用的聚丙烯主要为α聚丙烯和β聚丙烯。α聚丙烯存在材料冲击性能差、耐热性差等局限,而β聚丙烯可以显著地改善这一问题。β成核剂改性是目前生产β聚丙烯的主要办法。酰胺类β成核剂是一类高效β成核剂,具有热稳定性好、成核效果优秀、可以大幅提升聚丙烯力学性能的特点。文章主要综述了聚丙烯β成核剂的研究进展,分析了聚丙烯β成核剂的成核机理以及成核性能影响因素,最后对β成核剂的未来发展做出了展望和建议。

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。

复合β成核剂对PP结晶行为的影响

采用一种由超细全硫化粉末橡胶粒子与芳酰胺类β成核剂复配的新型复合成核剂对聚丙烯(PP)进行改性。通过差示扫描量热法对比了复合成核剂改性PP以及芳酰胺类β成核剂改性PP的结晶温度、等温结晶动力学及非等温熔融行为。超细全硫化粉末橡胶粒子对芳酰胺类β成核剂起到助分散的作用,芳酰胺类β成核剂随着粉末橡胶更均匀地分散到PP中,成核效率显著提高。复合成核剂中少量的芳酰胺类β成核剂即可明显提高PP的结晶速率,同时获得高含量的β晶型。PP中复合成核剂的质量分数为0.15%时比较理想。

β成核剂对等规聚丙烯结晶性能的影响

研究硬脂酸盐作为β成核剂对聚丙烯结晶性能的影响。WAXD结果表明:硬脂酸盐能诱导聚丙烯生成β晶型,在添加量为0.3%时,β晶的相对含量达到最大为76.64%。DSC曲线表明:硬脂酸盐改性的聚丙烯在152℃出现β晶型的熔融吸热峰,其结晶起始温度和结晶峰温度均向高温移动,表明添加硬脂酸盐可诱导PP中α晶向β晶转变,具有明显的β成核作用。

一种新型β成核剂及其对聚丙烯结晶性能的影响

研究了一种稀土类新型β成核剂WBG对等规聚丙烯(iPP)结晶性能的影响。WAXD研究发现,WBG加入后可大大提高PP中β晶型的含量,当其加入量超过0 3%时,β晶型的含量可达90%;利用DSC考查了130℃时PP在加入WBG前后的等温结晶过程,发现WBG显著提高了PP的成核速率。从结构上看,WBG不同于目前常见的任何一种β成核剂,是一种高效的新型成核剂。

水滑石与β成核剂复配改性等规PP的等温结晶动力学

为了研究水滑石（LDH）与β成核剂组成的复配成核剂对等规聚丙烯（PP）的成核效果，采用差示扫描量热（DSC）仪研究了β成核剂和LDH／β改性等规PP的等温结晶动力学。实验结果表明，在等温结晶温度（120，122，124，126，128℃）下，复配成核剂使等规PP达到最大结晶速率时的时间和半结晶期缩短了83％～95％，大幅度提高了等规PP的动力学结晶速率常数（例如当等温结晶温度为120℃时，使等规PP的动力学结晶速率常数从0．35min^-1提高到57．74min^-1）。在等温结晶过程中得到的Avrami指数n在2．28～3．41之间，在等温结晶条件下，纯等规PP及改性等规PP的晶体可能是二维盘状生长和球晶三维生长。复配成核剂在等规PP中起到了良好的异相成核作用，显著地提高了等规PP的结晶速率。

纳米CaCO_3改性β成核聚丙烯的研究

采用经铝钛复合偶联剂处理的纳米CaCO3粒子对β成核聚丙烯(β-PP)进行改性,研究了β-PP/纳米CaCO3_ 复合材料的力学性能。结果表明,添加纳米CaCO3能够提高β-PP的综合力学性能,在纳米CaCO3用量为4％(质量分数,下同)时,冲击强度比β-PP提高了33％,是纯PP的3倍;拉伸模量、弯曲模量分别比β-PP提高了10％和 15％。X射线衍射和偏光显微镜对β-PP/纳米CaCO3复合材料的结晶结构表征表明,添加纳米CaCO3可以提高β-PP 的β晶含量,降低晶粒尺寸,但不会改变β-PP的束状结晶结构形态;差示扫描量热分析表明,纳米CaCO3粒子的存在降低了β-PP的结晶温度和结晶速率。

β成核剂含量和退火处理对改性聚丙烯力学性能的影响

采用熔融挤出法制备了β成核剂改性聚丙烯(PP)。研究了成核剂含量和退火处理对β成核剂改性聚丙烯(β-PP)力学性能的影响,采用广角X射线衍射仪、扫描电子显微镜对β-PP的微观结构进行表征和分析。结果表明,β成核剂含量为0.05%(质量分数,下同)时β-PP力学性能最佳,110℃下退火处理1h能够进一步提高β-PP的改性效果;适宜的成核剂含量和退火处理对诱导PP基体β晶生成及结晶完整有利;退火处理的β-PP冲击断面存在明显塑性变形现象,呈韧性断裂特征。

β成核剂含量对PP力学性能和结晶行为影响

摘要:研究了β成核剂含量对聚丙烯(PP)结构和性能的影响,用偏光显微镜和广角X射线衍射法(WAXD)对PP结晶形态和结晶行为进行了研究。结果表明,当β成核剂的含量在0.05份时,冲击强度达到最大值,而拉伸强度、弯曲强度、模量、维卡软化温度等达到最小值;当β成核剂含量为0.05份以下时,随着β成核剂含量增加,PP中β晶结晶度大幅度上升,同时α晶结晶度大幅度下降;增加β成核剂用量至大于0.10份时,β晶结晶度略为下降,而α晶结晶度上升,但总结晶度随着β成核剂含量增加呈现上升趋势。用差示扫描量热法(DSC)对纯PP和β成核剂-PP进行比较,发现β成核剂对PP的结晶有影响。

新型β成核剂NA对聚丙烯等温结晶行为的影响

合成了一种新型酰胺类β成核剂NA,该成核剂能明显提高聚丙烯的结晶速率,促进聚丙烯结晶。利用广角X射线衍射仪(WXRD)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了成核剂NA对聚丙烯结晶性能和结晶形态的影响。结果表明,当成核剂质量分数为0.5%时,β晶的相对含量为46.3%。Avrami方程研究表明,聚丙烯复合材料呈现明显的异相成核特征。

稀土β成核剂对PPR非等温结晶动力学影响

对添加稀土β成核剂的无规共聚聚丙烯(PPR)非等温结晶动力学进行了研究,采用修正Avrami方程的Jeziorny法和莫志深法对差示扫描量热法(DSC)所得的数据进行处理。结果表明,纯PPR的非等温结晶行为适合Jeziorny法和莫志深法,同时莫志深法可以很好地描述β成核剂改性PPR(βPPR)的非等温结晶行为,但Jeziomy法不能。添加0.05％(质量分数)的β成核剂就可以起到成核作用,提高PPR的结晶度,并使得PPR的结晶温度升高;但是在相同的冷却速率下,纯PPR达到一半结晶度所需的时间(t_(1/2))和结晶峰半峰宽(△W)比βPPR的值要小;同时达到相同的结晶度βPPR所需的冷却速率要大于纯PPR的,这说明β成核剂的加入降低了PPR的结晶速率。

热处理对β成核聚丙烯结晶结构及力学性能的影响

采用广角X衍射(WAXD)研究了热处理对β成核聚丙烯(β-PP)结晶结构的影响,并考察了不同热处理条件下的力学性能。研究表明,随着热处理温度的升高,β-PP的结晶度增大,结晶形态由β晶型逐渐转变为α晶型。当PP完全转化为α晶型时,其拉伸强度及弯曲强度提高,而悬臂梁缺口冲击强度和断裂伸长率却降至最低,由韧性材料转变为刚性材料。该结果说明了在生产工艺中控制合适温度的必要性。

β成核剂/无机填料共同作用对PP结晶行为的影响

将云母和硅美钙晶须作为无机填料,分别与稀土成核剂共同加入聚丙烯(PP)中,考察复合填充体系(填料-成核剂)对PP结晶行为的影响。结果表明,云母和晶须都能够作为聚丙烯的异相成核剂促进结晶,三元复合材料体系最终的结晶形貌、晶型含量比例等结晶性能是由无机填料与成核剂相互竞争所决定。云母的成核效率较低,加入高效的成核剂后其成核作用被抑制;而晶须的成核能力较强,与成核剂一同添加,两者能够共同促进聚丙烯结晶。

PP/β成核剂共混体系的动态机械性能及热失重性能的分析

将β成核剂用于聚丙烯(PP)的共混改性,用DMA测量其动态机械性能并对参数进行分析,得出PP共混体系中温度与内耗因子的关系,以及温度与储能模量、损耗模量的关系。利用热失重分析仪(TGA)对不同比例PP共混体系进行热失重分析,从而得出不同比例下共混体系的热稳定性。

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。

β成核剂对PPR管材专用料力学性能和结晶行为的影响

通过在无规共聚聚丙烯（PPR）中添加不同的β成核剂（WBG-2和TMB-5）制备PPR管材专用料（PPR／WBG-2和PPR／TMB-5）。采用差示扫描量热仪、偏光显微镜、X射线衍射分析仪等技术，分析了不同成核剂对于PPR管材专用料力学性能和结晶性能的影响规律。结果表明，在力学性能方面，低温-25～0℃条件下，与纯PPR相比，PPR／WBG-2的低温冲击性能优于PPR／TMB-5；在结晶方面，分别添加相同质量分数的WBG-2和TMB-5后，PPR／WBG-2共混物中的卢晶相对含量更大，成核效率更高，成核性能更强。

复合β成核剂对均聚聚丙烯性能的影响

研究了复合β成核剂用量对中试生产的均聚聚丙烯粉料力学性能和β晶相对含量的影响,以及注射工艺对β晶型均聚聚丙烯(β-PPH)力学性能和β晶相对含量的影响。结果表明:新型复合β成核剂VP101T的成核效率明显高于传统β成核剂;当w(VP101T)为0.20%时,所制β-PPH的常温悬臂梁缺口冲击强度达831.3 J/m,β晶相对含量高达92.2%;熔体温度是影响β-PPH的β晶相对含量和力学性能的主要因素。