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摘 要

本文使用了三种成核剂NT-A，NT-B和NT-C制备了β晶嵌段共聚聚丙烯注射样品。根据差示扫描量热仪（DSC）分析、偏光显微镜（PLM）观察、热变形温度测量等重点研究添加NT-A和NT-C对β-PPB结晶性能的影响。结果表明：β成核剂母料提高了β晶型含量，β成核剂提高了改性聚丙烯的热变形温度，这两种成核剂成核效率NT-Cgt; NT-A。

关键词：聚丙烯 β晶型 β成核剂 改性 结晶性能

Crystallization properties of β crystal nucleating agent modified block copolymer polypropylene

Abstract

Injection-molded polypropylene block copolymer (β-PPB) specimens were prepared by adding three β nucleation,NT-A, NT-B and NT-C, respectively. The crystallization properties of β-iPP specimens were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC) , polarized light microscopy(PLM) and HDT. It is revealed that β crystalline form contents were enhanced by the β nucleation masterbatches.The HDT of modified PP was improved by β crystal nucleating agent. It was found that the β nucleation efficiency was in the order: NT-C gt; NT-A

Keywords: Polypropylene; β crystalline form; β crystal nucleating agent; modify; Crystallization property

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目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1聚丙烯的晶型与应用 1

1.1.1 聚丙烯的晶型 1

1.1.2 聚丙烯的应用 1

1.2 PPB的合成与应用 2

1.2.1 PPB的聚合方法 2

1.2.2 PPB的生产工艺 3

1.3 聚丙烯的改性 3

1.3.1 聚丙烯的物理改性方法 4

1.3.2 聚丙烯的化学改性方法 5

1.4 聚丙烯成核剂 5

1.4.1 大分子成核剂 5

1.4.2 小分子成核剂 7

1.5 β晶型成核剂的研究进展 8

1.6 研究目的与意义 10

1.6 研究内容 10

第二章 实验部分 11

2.1 实验原料 11

2.2仪器和设备 11

2.3 试样制备 11

2.3.1 改性聚丙烯试样制备 11

2.3.2 样条的制备 12

2.3.3 结晶样片的制备 12

2.4试样性能测试 12

2.4.1 差式扫描量热（DSC）分析 12

2.4.2 偏光显微镜（PLM）观察 12

2.4.3 HDT测试 12

第三章 实验结果与分析 13

3.1差示扫描量热(DSC)分析 13

3.1.1 NT-A改性PPB 13

3.1.2 NT-C改性PPB 14

3.1.3 非等温结晶动力学 16

3.2偏光显微镜（PLM）观察 18

3.3 HDT测试 19

第四章 结论 21

参考文献 22

致 谢 24

第1章 绪论

聚丙烯（polypropylene, PP）具有好的机械性能、耐热和无毒、耐化学药品、密度相对低以及加工成型简单等优良特性。其结晶度、晶型和晶体的结构形态对它的性能起着关键作用。随着结晶条件的不同，PP可以形成α、β、γ、δ和拟六方晶五种晶型结构。α晶型属于单斜晶系，是最常见的而且是稳定性最好的晶型，在通常加工条件下均生成α晶型；β晶型属于六方晶系，是一种热力学不稳定但是动力学准稳定的晶型，只有在特殊情况下得到，比如在剪切和压力作用下或加成核剂等；γ晶型最为不稳定，只有在高压条件下才能得到，目前尚且没有明确的实用价值；δ和拟六方晶更为少见^[1]。不同的晶型能够共存并且在一定条件下可相互转换为圆。通过在PP中加入少量的成核剂。可以改变PP结晶形态，实现PP刚性、蠕变性能、热变形温度、韧性、透明性等的物理机械性能和加工性能的改善提高，从而提高了制品的使用性能，拓宽其应用范围，所以成核剂在PP改性方面起着重要的作用。

1.1 聚丙烯的晶形与应用

1.1.1 聚丙烯的晶形

聚丙烯一般有四种晶型：单斜α晶、三斜β晶、正交γ晶^[2]和近δ晶^[3]，他们中最常见的α晶型为和β晶型。α晶型的PP球晶尺寸较大，比较完善，而且球晶界面清晰，结晶聚合物具有较差的韧性，较好的刚性；其中β晶型是在聚丙烯加工的条件下最容易形成的，热力学最为稳定的晶型，但是β晶是一种中间态，不稳定，在一定的条件下可以转化成为α晶。β晶型聚丙烯的结晶结构比较疏松，球晶界面比较模糊，当受到了外力冲击时，可以吸收较多地能量，产品具有着更为优异的力学性能，比如较高断裂伸长率、良好的韧性和较高的热变形温度^[4]。β晶型聚丙烯也因此成为了聚丙烯材料领域里研究的热点。但是由于β晶型是一般加工条件下的热力学不稳定状态，所以只能在特定的结晶条件下生成，列如温度梯度^[5]、剪切诱导^[6]、特殊成核剂诱导，他们当中最常用且最有效的获取高β晶含量的方法是通过加入特殊的β成核剂。

1.1.2 聚丙烯的应用

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