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摘 要

本文使用了三种β成核剂母料NT-MA，NT-MB和NT-MC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、力学性能测试来研究成核剂母料对β-PPB熔融、结晶和力学性能的影响。结果表明：β成核剂母料提高了β晶型含量，β成核剂母料大大提高了成核母料聚丙烯的拉伸断裂应变和悬臂梁缺口冲击强度，三种成核剂母料成核效率顺序为：NT-MCgt; NT-MAgt; NT-MB。

关键词：聚丙烯 β晶型 β成核剂母料 改性 力学性能

βcrystal nucleating agent modified block copolymer polypropylene

Abstract

Injection-molded polypropylene block copolymer (β-PPB) specimens were prepared by adding three β nucleationmasterbatches, i.e.,NT-MA,NT-MB and NT-MC, respectively. Themelting, crystallization and mechanical properties of β-iPP specimens were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC) and mechanical tests. It is revealed that β crystalline form contentswere enhanced by the β nucleation masterbatches. The tensile strain at break and Izod notched impact strength of iPP were greatly improved by the β nucleation masterbatches. It was found that the β nucleation efficiency was in the order: NT-MC gt; NT-MA gt; NT-MB.

Keywords: Polypropylene; β crystalline form; β nucleation masterbatch; modify; Mechanical property

目 录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1基本概念 1

1.1.1 聚丙烯晶体结构 1

1.1.2 聚丙烯物理性能 2

1.1.3 聚丙烯热性能 2

1.1.4 聚丙烯的力学性能 2

1.1.5 耐化学药品性能 3

1.1.6 电性能 3

1.1.7 环境性能 3

1.1.8 嵌段聚丙烯 3

1.2聚丙烯的改性 4

1.2.1 物理改性 4

1.2.2 化学改性 5

1.3 成核剂的种类 8

1.3.1 无机成核剂 8

1.3.2 有机成核剂 8

1.4 成核机理 10

1.4.1 无机类 10

1.4.2 有机类 10

1.5 应用与前景 10

1.6 本课题的研究内容及意义 11

第二章 实验部分 12

2.1 实验原料 12

2.2 仪器与设备 12

2.3 试样制备 12

2.4 试样性能测试 13

2.4.1 力学性能测试 13

2.4.2 差示扫描量热(DSC)分析 13

2.4.3 偏光显微镜(PLM)观察 13

第三章 实验结果与分析 14

3.1差示扫描量热(DSC)分析 14

3.2偏光显微镜（PLM）观察 15

3.3 力学性能测试 16

第四章 结论 18

参考文献…. 19

致谢….….….. 20

第一章 绪论

1.1基本概念

聚丙烯(Polypropylene, PP)作为一种通用型热塑性树脂，已成为继聚乙烯、聚氯乙烯之后的第三大通用塑料，广泛应用于工农业及生活日用品各个方面，还可代替工程塑料用于汽车制造、家电、家具等，是塑料中产量增长最快的品种。但普通聚丙烯韧性差、低温易脆裂，且其非极性的线性链结构和较高的结晶性降低了与其它高分子材料和无机填料的相容性，限制了它的应用范围^[1]。因此对聚丙烯改性制备性能优良的聚丙烯合金及复合材料一直是学术界和企业界关注的焦点。

• • 1. 聚丙烯晶体结构

1. 聚丙烯的结晶

在以下条件下，聚合物熔体可以结晶：

（1）聚合物的分子结构可以使晶体有序排列，如主链的不完全运动、一定位置的侧基分布不规则，有支链及大的侧链,则会妨碍结晶。

（2）晶核必须可以引发结晶,并由此形成微晶,微晶自行排列成超结构,即球晶。

（3）结晶温度在聚合物的熔点(tm)和玻璃化转变温度(tg)之间,以便使分子链具有必要的运动性。在tm以上不能形成稳定的晶核，在tg以下，链段运动冻结,晶核增长速率为零。

（4）结晶过程包括晶核形成与晶核增长,结晶速度可由晶核密度和球晶的增长速率计算。聚合物的结晶过程,实际上是分子链的链段有序排列的过程。

2.α晶型

α晶型是聚丙烯中最为常见的晶型，可以从聚丙烯的熔融结晶或溶液结晶得到。α晶型属单斜晶系，密度较大，是热力学上最稳定的晶型。它是由晶核开始，向外沿各个方向以相同生长速率放射生长形成，且径向和切向相互交叉形成贯穿的网状结构。

3.β晶型

β晶型属于三方晶系，是热力学亚稳态，在拉伸或者加热条件下易发生重结晶生成α晶。在商品化的聚丙烯中β晶型的含量很低，只有通过特定的方法才能得到，如特定的剪切速率、温度梯度法及等温结晶法等，但最有效的方法是加入β晶型成核剂。

4. PP的三种不同立体构型

聚丙烯大分子链上侧甲基的空间位置有三种不同的排列方式，即等规、间规和无规．由于侧甲基的位阻效应，使得聚丙烯分子链以三个单体单元为一个螺旋周期的螺旋形结构。无规聚丙烯为无定型材料，是生产等规聚丙烯的副产物，强度很低，其单独使用价值不大，但作为填充母料的载体效果很好，还可作为聚丙烯的增韧改性剂等。间规聚丙烯的性能介于前两者之间，结晶能力较差，硬度与刚度小，但冲击性能较好。聚丙烯制品球晶的种类对性能影响大，球晶尺寸的大小对制品性能的影响更大，大球晶制品的冲击强度低、透明隆差，而小球晶则正相反。

1.1.2聚丙烯物理性能

聚丙烯树脂为白色蜡状物固体，它的密度很低(ρ=0.91)，是塑料材料中最轻的品种。

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