聚丙烯熔体记忆效应研究

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聚丙烯是一种应用领域较广的通用塑料,涉及到汽车外形,电子产品等工业领域以及生物医学和日常生活的方方面面。而对聚丙烯的结晶结构以及形态的调控是改善聚丙烯性能的关键一步,以往外加成核剂调控聚丙烯的结晶行为暴露出与本体的相容性等问题,所以自成核作为一种利用部分熔融形成熔体记忆促进随后结晶方式应运而生。本论文主要运用差示扫描量热仪(以下简称DSC)辅助以扭摆动态热机械分析(以下简称DMA)研究熔体记忆效应(自成核效应)对等规聚丙烯(以下简称i PP)和嵌段共聚聚丙烯(以下简称PPB)等温结晶和非等温结晶的影响:首先,利用偏光显微镜(以下简称POM)观察了i PP和PPB的球晶形貌,通过晶核尺寸和生长方式区分i PP和PPB等温结晶行为上的差异,同时利用DSC辅助以旋转流变两种量化的结晶表征方法,通过热力学数据和物理力学参数两个不同方面的数据来表征i PP和PPB结晶行为差异,分析了重均分子量,分子量分布以及PPB中乙烯序列含量对结晶速率的影响。运用旋转流变仪表征等温结晶行为时,比较了储能模量和损耗模量作为等温结晶量化指标的差异性。其次,利用DSC在部分熔融热处理后以非等温结晶方式得到结晶热流曲线,通过标记不同熔融温度时的结晶峰温度来划分高温退火区(DomainⅠ)、自成核区域(DomainⅡ)和完全熔融温区(DomainⅢ)。比较本实验选取的两种i PP和两种PPB自成核温区的范围大小,分析了结构对造成一种PPB强记忆效应的原因。阐述了经过自成核处理和高温退火处理后,i PP和PPB结晶后的熔融曲线出现双重熔融峰的原因。最后,在已经确立了聚丙烯的自成核温区的基础上,运用了DSC辅助以DMA的方式研究了自成核时不同温度热处理时对随后等温结晶和非等温结晶的影响。得出结论:生长系数会随着热处理温度的升高而增大,结晶速率会随着热处理温度的升高而减小,两者会在完全熔融时达到定值。在用DSC研究168℃部分熔融非等温结晶动力学时,发现自成核等温结晶时生长系数会随着等温结晶温度的升高先增大后减小;自成核非等温结晶时在低降温速率下记忆效应比较明显,高降温速率会削弱记忆效应。
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