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聚丙烯(PP)是一种多晶型半结晶聚合物,其制品的性能受结晶过程影响较大,因此,控制PP的结晶过程对于优化其性能具有重要意义。添加成核剂是一种简单高效的调控PP结晶过程的方法。但是目前成核剂因为自身毒性等原因大多不能应用于食品药品等领域。因此,本文首先探索了对人体完全无毒的一种氨基酸—异亮氨酸(L-Ile)在聚丙烯中的成核性能,意外发现了其具有抑制聚丙烯成核结晶的作用,同时发现异亮氨酸的一种衍生物异亮氨酸邻苯亚酰胺酸钙对聚丙烯的结晶具有促进作用。首先,系统地考察了 L-Ile对等规聚丙烯(iPP)熔融结晶行为的影响,发现L-Ile在添加浓度低于0.1 wt%时,可以降低iPP的结晶峰值温度,抑制iPP结晶,并且其抑制作用随着其添加量的增加而增强,是一种反成核剂。但是当其浓度高于0.1 wt%时,L-Ile则可以提高iPP的结晶峰值温度,促进iPP结晶,且促进作用随着其添加量的增加而增强,是一种成核剂。利用带热台的偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和旋转流变仪对L-Ile/iPP体系的“双重成核现象”做了进一步的研究,提出了 L-Ile在iPP中的“溶解稀释”理论,对上述现象给予了合理的解释。其次,以L-Ile为基础合成了一种新型的成核剂一2-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)-3-甲基戊酸钙(DIMA-Ca),并研究了其对iPP熔融结晶行为和力学性能的影响。DSC和POM的实验结果表明,DIMA-Ca可以有效地提高iPP的结晶温度,加快结晶速率,减小晶体尺寸。在降温速率为20℃/min时,iPP的结晶温度最高可以提高9.5℃。广角X射线衍射光谱(WXRD)和力学性能测试的实验结果表明,DIMA-Ca是一种α型聚丙烯成核剂,显著改善了 iPP的刚性,使iPP的拉伸强度提高了 7%,弯曲模量提高了 17%。有趣的是,聚丙烯的韧性也有一定程度的改善,冲击强度提高了 7%。最后,通过Avrami方程分别研究了 L-Ile和DIMA-Ca与iPP的复合体系的等温结晶过程,并结合莫志深法,研究了其非等温结晶动力学。结果表明,L-Ile的加入使iPP的成核方式由均相成核转变成了异相成核,且其在低浓度时可以延缓iPP结晶,高浓度时则能促进iPP结晶,并且改变了结晶表面能σe和非等温结晶的进程。DIMA-Ca的加入同样可以改变iPP的成核方式,并且它能够促进iPP结晶,降低其结晶表面能σe,加快结晶的进程。