大分子型成核剂诱导等规聚丙烯结晶行为地研究.pdfVIP

2006年塑料助剂生产与应用技术信息交流会论文集 大分子型成核剂诱导等规聚丙烯结晶行为的研究 苏志强 董穆郭朝霞 于 建 (清华大学化工系高分子研究所，材料科学与工程研究院，北京，100084) 摘 要 采用广角X射线衍射和偏光显微镜技术系统研究了一种具有特殊结构高．-分q-(BA)对等规 聚丙烯(iPP)结晶行为的影响。结果表明，BA可以作为特殊的成核剂在静态结晶条件下诱导iPP生成亚 稳态的晶型。成核活性大小取决于成核剂的含量、分子结构以及加工过程的热历史。iPP中晶型的含量 首先随着结晶温度(或BA含量)的增加而增加，达到一个极大值，然后随着结晶温度(或BA含量)的进一 步增加开始下降。由于分子结构和结晶结构的差异，大分子型成核剂诱导iPP成核结晶的机理不同于传 统的小分子成核剂。 关键词 聚丙烯 成核剂 结晶机理广角X射线衍射偏光显微镜 iPP是一种典型的多晶型聚合物。它在不同的 分子聚合物可以在静态结晶条件下诱导iPP生成 结晶条件下可以形成a≯、7等多种晶型以及近晶 晶型，同时显著地改善iPP样品的冲击强度。这些 结构【i-31。不同的结晶结构对聚合物产品的最终性带有特殊官能团地高分子聚合物的结构特征(包 能有很大影响。与传统的tv晶型iPP相比，口晶型括链结构和凝聚态结构)与传统的小分子成核剂 iPP室温和低温冲击强度好、热变形温度高、在高 不同，它们都是具有较高相对分子质量的无定型 速拉伸条件下表现较高的韧性和延展性、不易脆 聚合物，它们的成核机理也不能用小分子成核剂 裂，这些特点使得口晶型iPP在过去的几十年受 的“晶格匹配理论”解释。此外，作为一种特殊的卢 到广泛的关注M。 成核剂，这些聚合物具有很多优异的性能(价格便 由于口晶型是一种亚稳态晶型，在常规的结 宜、无污染、易于加工)并展现出良好的商业前景。 晶条件下很难生成．只能通过特殊的结晶方法得 本文的目的是以BA为例，系统研究这类高分子成 到M。其中，添加卢成核剂是生成较高含量口晶型 核剂对iPP结晶行为的影响。进而讨论晶型成核 iPP的最有效的方法[6-gl。到目前为止，只有两类化剂的成核机理。 合物可被用作成核剂诱导iPP结晶[91，它们都是具 1 实验部分 有特定结晶结构的小分子有机化合物。 理解口成核剂的成核机理是改进iPP性能的 1．1材料与样品制备 关键。而在过去的几十年，只有很少的文章研究p iPP由燕山石油化工有限公司提供。商品牌号 晶型iPP的结晶成核机理。B．Lotzl‘7,肛叼通过分析 成核剂与晶型iPP结晶结构的关系提出了“品格 437 900。熔融温度170℃。大分子成核剂BA由 匹配理论”。然而“晶格匹配理论”并不能适用于所 TAITA化学公司提供，熔融指数为4min。首 g／10 有的卢成核剂。直到现在，口晶型iPP的成核结晶 先将iPP与BA按一定的比例混合．然后通过双螺 机理仍然不是很清楚。 杆挤出机在210℃熔融挤出后造粒。其中，高分子 尽管一些高分子聚合物(如尼龙-6f131、马来酸成核剂BA的重量百分比分别为：0．3％、0．7％、 改性的弹性体【闻、超高分子量聚乙烯【坷)与iPP的 l％、2％、3％、4％和5％。 合金可以在剪切条件下生成大量的口晶型，但是 制得的样品随后在不同的温度下熔融结晶。 这些聚合物并不能称为iPP的成核剂。因为它们 具体步骤是先在220℃的热台上熔融五分钟以便 并不能在静态结晶条件下诱导iPP生成口晶型。 消除样品的热历史。然后迅速转移到另一台已经 根据我们的研究，一些带有特殊官能团结构的高 设定好结晶温度的热台上等温结晶一定时间。其 2006年塑料助剂生产与应用技术信息交流会论文集