拉伸过程中α-iPP的结晶结构和力学性能的研究

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众所周知,结晶聚合物微观结构的变化可导致其宏观力学性能的变化。形变时,高分子材料的各向同性结构由于分子链的取向而向各向异性转变。结晶聚合物微观结构又在很大程度上影响着材料的性能。因此,微观结构变化机理及其与物理性能的联系成为高分子科学中研究的热点问题。本研究以添加α-成核剂ZC-2的iPP为模型,在不同的温度下对样品进行拉伸来观察温度对其形变的影响。从应力应变曲线结果中观察到,材料的屈服应变不随拉伸温度的改变而改变。为了更深入理解结构和性能之间的关系,进行了原位广角以及小角X-射线散射实验(WAXS和SAXS)。基于实验结果,我们提出屈服应变结晶度有关,因此改变结晶度可能会使得屈服应变有所变化。改变等温结晶的温度可以改变样品的结晶度。试验中将α-iPP样品在25℃、135℃、140℃和145℃下分别进行等温结晶,并在不同温度下对其进行拉伸。拉伸的结果很好地支持了以上的推断。此外,在1μm/s的拉伸速率下,样品屈服应力以及断裂应力都会随温度的增加而减小,高温下的断裂伸长率高于低温下的断裂伸长率。样品在成核剂含量为0.2wt%结晶温度为25℃时表现出较大的断裂伸长率。
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