聚丙烯材料的透明改性
聚丙烯改性的主要的几种方法

聚丙烯改性的主要的几种方法聚丙烯(PP)是一种重要的塑料,具有较高的力学性能、耐化学腐蚀性和隔热性能,广泛应用于包装、电器、纺织、建筑等领域。
然而,PP在一些方面的性能仍然有待改善,这就要求对PP进行适当的改性。
以下是聚丙烯改性的几种主要方法。
1.添加剂改性:添加剂改性是通过向聚丙烯中添加各种添加剂,如增塑剂、抗氧剂、阻燃剂、光稳定剂等,来改善聚丙烯的性能。
添加剂可以提高聚丙烯的柔软度、耐热性、阻燃性等,从而扩展了聚丙烯的应用范围。
2.共混改性:共混改性是将聚丙烯与其他聚合物进行物理混合,在共混体系中形成相容相并形成新的材料。
常用的共混改性体系包括聚丙烯/聚乙烯、聚丙烯/ABS共混体系等。
共混改性可以综合利用不同聚合物的优点,改善聚丙烯的力学性能、热稳定性、耐冲击性等。
3.界面改性:界面改性是通过在聚丙烯和填充剂之间插入界面剂,来增强聚丙烯与填充剂之间的相容性。
常用的界面改性剂有硅烷偶联剂、聚合物接枝剂等。
界面改性可以改善聚丙烯的强度、韧性、耐冲击性和耐热性等性能。
4.离子辐射改性:离子辐射改性是通过辐射聚丙烯,引入交联结构或引发化学反应,改善聚丙烯的性能。
辐射改性可以显著提高聚丙烯的强度、热稳定性、抗老化性能等。
5.高分子改性:高分子改性是将聚丙烯与其他高分子化合物进行共聚或接枝反应,形成新的共聚物或共聚物接枝聚合物。
常用的高分子改性剂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚酯等。
高分子改性可以改善聚丙烯的强度、韧性、耐热性和低温性能。
总之,聚丙烯改性的方法有很多种,可以通过添加剂、共混、界面、辐射和高分子改性等不同途径来改善聚丙烯的性能。
这些改性方法可以提高聚丙烯的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀性和耐冲击性等,从而满足不同应用领域对材料性能的需求。
高分子物理实验聚丙烯的结晶形态与性能

• 聚丙烯的聚集态结构由晶区和非晶区两 部分组成,球晶的尺寸一般在~100μm 之间。
• 由于晶区和非晶区的密度和折光率不同, 而且晶区的尺寸通常大于可见光的波长 (400~780nm),所以光线通过聚丙烯 时在两相的界面上发生折射和反射,导 致聚丙烯制品呈现半透明性。
• 由于结晶部分的存在,结晶聚合物较相 应结构的非晶聚合物有更好的机械强度 和耐热性。
• 近年来,聚丙烯透明化成为新产品开发 的一个亮点,聚丙烯透明化产品在包装 容器、注射器、家庭用品等领域的用量 急剧增加。
• 加入结晶成核剂是聚丙烯透明化的主要 改性技术。
• 使用成核剂改进聚丙烯透明性的关键是 减少球晶或晶片的尺寸,让它小于可见 光的波长。
实验部分
实验目的
• 学会分析和理解成核剂与结晶速度 和结晶形态的关系,结晶形态与光 学性能之间的关系
• 熟悉并掌握聚合物结晶形态观察和 晶体尺寸的测定方法
• 学会调试和使用偏光显微镜
Hale Waihona Puke 实验原理• 物质发出的光波具有一切可能的振动方 向,且各方向振动矢量的大小相等,称 为自然光。
• 当矢量固定在一个固定平面内只沿一个 固定方向作振动时,这种光称为偏振光。
用偏光显微镜研究高分子(聚合物)的结晶形态是目前较为简便而直观的方法。 利用偏光原理,可对某些物质具有的偏光性进行观察的显微镜,就称为偏振光显微镜。 然后在120℃的热台上等温结晶30分钟,即可制得观察聚丙烯球晶的样品。 将聚丙烯树脂与成核剂母料接照一定配比均匀混合,在塑料注塑机上制成供测试和表征用的样品。 制备样品——使用盖玻片和载玻片分别将加入成核剂前后的聚丙烯树脂在230℃下熔融,压制成薄膜; 用偏光显微镜研究高分子(聚合物)的结晶形态是目前较为简便而直观的方法。 聚合物结晶总速率决定于成核速率和晶片生长速率 由于结晶部分的存在,结晶聚合物较相应结构的非晶聚合物有更好的机械强度和耐热性。 聚丙烯球晶的有无及其大小对聚合物的力学性能有何影响? 按照是否能够结晶,聚合物可分为结晶型和非晶型两种 一个在载物台下方,称为下偏光镜,用来产生偏光,故又称起偏镜; 物质发出的光波具有一切可能的振动方向,且各方向振动矢量的大小相等,称为自然光。 本实验采取在PP中加入成核剂的方法,通过成核剂的异相成核作用,改善结晶形态,提高PP的相关性能。 描述加入成核剂前后聚丙烯的结晶形态及其变化,测量聚丙烯晶体的大小; 按照是否能够结晶,聚合物可分为结晶型和非晶型两种 物质发出的光波具有一切可能的振动方向,且各方向振动矢量的大小相等,称为自然光。 偏光显微镜的成像原理与常规金相显微镜基本相似,所不同的是在光路中插入两个偏光镜。 加入结晶成核剂是聚丙烯透明化的主要改性技术。 分子运动是联系聚合物结构、性能的纽带 结晶过程中的成核又可以分为均相成核和异相成核两种 利用偏光原理,可对某些物质具有的偏光性进行观察的显微镜,就称为偏振光显微镜。 描述加入成核剂前后聚丙烯的结晶形态及其变化,测量聚丙烯晶体的大小; 讨论成核剂对结晶形态和结晶度的影响,并分析原因; 由于结晶部分的存在,结晶聚合物较相应结构的非晶聚合物有更好的机械强度和耐热性。 将制备好的试样放在偏光显微镜的载物台上,选择适当的放大倍数,观察并比较加入成核剂前后聚丙烯试样的球晶形态和球晶尺寸。 另一方面可以增加聚合物的结晶度,从而提高聚丙烯的刚性和耐热性; 聚丙烯球晶的有无及其大小对聚合物的力学性能有何影响? 聚合物结晶总速率决定于成核速率和晶片生长速率 起偏镜的作用使入射光分解成振动方向互相垂直的两条线偏振光,其中一条被全反射,另一条则入射。
塑料餐盒的材料

塑料餐盒的材料
PP(聚丙烯):常见于塑料餐盒,柔软且透明或半透明,使用温度一般为-6℃至+120℃,可在微波炉中加热,甚至可以在蒸气柜里蒸煮。
改性的PP材料使用温度可控制在-18度至+110度,适合盛装热饭热菜,也可放入冰箱冷藏使用。
1
PS(聚苯乙烯):较硬但易撕裂,透明,常温下稳定性强,但加热至75℃时开始变软,因此不适宜盛装高温食物,主要用于冰淇淋等冷冻食品的包装。
HDPE(高密度聚乙烯):适宜装食品及药品的瓶、购物袋、垃圾桶等,耐热性较好。
2
LDPE(低密度聚乙烯):用于保鲜膜等,但超过120℃会出现热溶,不宜用于微波炉加热。
聚丙烯(PP)改性的主要的几种方法

聚丙烯(PP)改性的主要的几种方法我们都知道,普通塑料往往有自己的特点和缺陷,当需要克服其缺陷时,我们往往是通过改性来予以克的。
聚丙烯(PP)最然具有耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒密度小、是最轻的通用塑料等突出优点。
但其也有耐低温冲击性差,较易老化等缺陷。
而克服聚丙烯(PP)这些些缺陷,我们也是通过改性的方式来改变聚丙烯(PP)塑料的性能,以达到生产应用的要求。
通过改性的聚丙烯(PP)得到的塑料我们称之为聚丙烯(PP)改性塑料。
聚丙烯(PP)改性塑料,顾名思义是基于聚丙烯原料对其性能和其他方面的一些改进,如增强聚丙烯材料的冲击,拉伸强度,弹性等。
聚丙烯塑料原料的具体改性可分为以下几类。
接枝改性接枝改性是美国20世纪90年代初提出的,现已开发出相关产品。
采用固相接枝法对等规pp进行改性得到mpp,然后对mpp进行氯化即可获得mcpp固体粉状树脂。
氯化改性后的树脂附着力强,接伸模量提高,易于与其他树脂共混;而且由于改性使pp的结晶受到破坏,极性增加,从而可溶于某些溶剂,制得不同浓度的mcpp溶液。
mpp的用途主要有四个方面。
一、是提高工程塑料的耐冲击性能。
用mpp作相容剂,制得的pp与其他塑料的共混物冲击强度提高2~3倍,可用作抗冲击壳体材料;二、是exfer塑料公司开发的dexpro合金,即为聚酰胺和pp在相容剂存在下的合金,现已商品化;三、是用作热塑料粉末涂料,用于金属底材表面,起到防腐和抵抗化学药品的作用。
日本nozagl-giz牌号产品就是pp与尼龙的合金材料,具有较高的耐化学药品和耐油性能,尤其是具有极佳的耐氯化钾性能三是提高pp填料的粘合性。
mpp的引入可提高填料与pp的相容性,改善复合材料的性能,提高材料的整体热稳定性和局部抗热能力;四、是mpp也应用于自由基活性废料的固化。
此外,mpp还可用于提高pp纤维的可染色性和塑料制品的可装饰,制造可蒸煮的包装材料等。
mcpp的用途主要有:一、是用于制备塑料制品用底漆和塑料表面装饰涂料的附着力促进剂,特别是轿车保险杠、轮毂盖、电视机机壳等民用与工业用塑料器具的涂装;二、是大量用作塑料表面印刷油墨树脂;三、是用作防腐涂料树脂,用于钢屠、铝材等材料重防腐领域。
聚丙烯材料改性研究

5 总结
通过本次实验,学习了高聚物材料加工中的配方设计方法,造粒工艺,注射工艺,材料 的性能测试等一系列与实际生产结合比较紧密;同时将书上的理论知识与本次的实验相结 合,同时认识到聚合物的加工过程不是一件简单的过程,需要一个比较缜密的思考过程,从 确定配方到生产过程中温度、压力、加料顺序等都需要认真思考与讨论才能开始试验,否则 会使实验达不到我们预期的效果。
2.3.2 注射工艺及标准样条制备
(1)将粒料放入干燥机中干燥
(2)将干燥好的粒料放入注射剂料斗中,设置注射机参数为机头 240,注射机中间段 230 注射机前段 220,改手动操作为半自动操作 (3)将各组的标准样条编号准备做性能测试
2.4 性能测试
2.4.1 收缩率的测试
将已将放置了 24h 以上的标准样条用游标卡尺测量其尺寸,不同部位多测几次,并与模具尺 寸结合计算收率,求取平均值。此部分数据见附录。
本次实验采用 POE 对聚丙烯增韧;氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性,由于加入氢氧化镁 的量太多,挤出机挤出较困难,所以同时加入少量三氧化二锑(Sb2O3)来减少氢氧化镁用量, 降低加工难度。
2.实验
2.1 配方设计
PP
A1
100
B1
100
C1
100
A2
100
聚丙烯塑料的改性及应用

聚丙烯塑料的改性及应用概述聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常见的塑料材料,具有良好的加工性能、强度和耐化学腐蚀性。
然而,聚丙烯在某些方面的性能还有待改善。
改性聚丙烯通过添加不同的添加剂、改变配方比例或改变加工工艺等方式,改善了聚丙烯的某些性能,扩展了其应用范围。
本文将介绍聚丙烯塑料的改性方法及其在各个领域中的应用。
聚丙烯塑料的改性方法1. 添加剂改性添加剂改性是最常见的一种聚丙烯塑料改性方法。
通过向聚丙烯中添加不同的添加剂,可以改变聚丙烯的物理、化学性能,提高其加工性能和耐候性。
常见的添加剂包括: - 填充剂:如碳酸钙、滑石粉等,可以提高聚丙烯的刚性和抗冲击性; - 阻燃剂:如氯化磷、硫酸铵等,可以提高聚丙烯的阻燃性能; - 稳定剂:如抗氧剂、紫外线吸收剂等,可以提高聚丙烯的耐氧化和耐候性; - 助剂:如流动剂、增韧剂等,可以改善聚丙烯的加工性能。
2. 共混改性通过与其他聚合物进行混合,可以改善聚丙烯的性能。
常见的共混改性方法有物理共混和化学共混两种。
•物理共混:将聚丙烯与其他聚合物机械混合,形成共混体系。
物理共混可以改善聚丙烯的强度、韧性和耐热性。
•化学共混:通过共聚反应或交联反应,将聚丙烯与其他聚合物进行化学结合。
化学共混可以显著改善聚丙烯的力学性能、热性能和耐化学性。
3. 改变配方比例通过改变聚丙烯的配方比例,如增加共聚单体的含量、调节分子量分布等方式,可以改变聚丙烯的结晶度、熔体流动性和力学性能。
•增加共聚单体含量:在聚丙烯的聚合过程中,加入适量的共聚单体,如丙烯酸、丙烯酸酯等,可以改善聚丙烯的柔韧性、降低结晶度。
•调节分子量分布:通过控制聚合反应条件,可以得到不同分子量分布的聚丙烯,从而改善聚丙烯的加工性能和力学性能。
聚丙烯塑料的应用领域聚丙烯的优良性能使其在各个领域都有广泛的应用。
1. 包装行业聚丙烯具有较高的刚性和抗冲击性,被广泛用于包装行业。
聚丙烯制成的塑料包装材料可以应用于食品包装、医药包装、化妆品包装等领域。
聚丙烯塑料的改性及应用

聚丙烯塑料的改性及应用1. 背景介绍聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常见的聚合物材料,具有良好的机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性等特点,因此在工业和日常生活中广泛应用。
然而,纯聚丙烯材料在某些方面的性能仍然有待改善,这就需要对聚丙烯进行改性处理。
2. 改性方法2.1 添加剂改性添加剂改性是指向聚丙烯中加入适量的改性剂,以改善其特定性能。
常见的添加剂包括增塑剂、抗氧剂、阻燃剂等。
增塑剂可以提高聚丙烯的可塑性和柔韧性,抗氧剂可以延缓聚丙烯老化速度,阻燃剂可以提高聚丙烯的阻燃性能。
2.2 交联改性聚丙烯的交联改性是指通过物理或化学方法,在聚丙烯分子链之间建立交联,提高聚丙烯的热稳定性和力学性能。
常见的交联改性方法包括辐射交联、热交联和化学交联等。
2.3 接枝改性接枝改性是指将其他具有良好性能的高分子化合物接枝到聚丙烯分子链上,以提高聚丙烯的性能。
接枝改性可以增加聚丙烯的韧性、耐疲劳性和耐磨性等。
3. 改性聚丙烯的应用3.1 包装材料改性聚丙烯在包装材料领域有着广泛的应用。
由于其良好的耐热性和耐化学腐蚀性,改性聚丙烯袋可以用于食品、医药等领域的包装,保证产品的安全性和卫生要求。
3.2 汽车零部件改性聚丙烯在汽车工业中的应用越来越广泛。
其优异的力学性能和耐冲击性使得改性聚丙烯成为制造汽车零部件的理想材料,如汽车内饰件、车身板材、底盘保护装置等。
3.3 电子电器改性聚丙烯具有良好的绝缘性能和抗静电性能,因此在电子电器领域得到了广泛应用。
例如,手机壳、电视机外壳、电器配件等都可以采用改性聚丙烯制造。
3.4 医疗器械由于改性聚丙烯具有良好的耐腐蚀性、生物相容性和低毒性等特点,适用于医疗器械的制造。
例如,输液瓶、注射器、手术器械等都可以采用改性聚丙烯。
4. 结论通过添加剂改性、交联改性和接枝改性等方法,可以显著提高聚丙烯的性能,拓展其应用领域。
改性聚丙烯在包装材料、汽车零部件、电子电器和医疗器械等领域都有着重要的应用价值。
浅析聚丙烯(PP)的改性方法

浅析聚丙烯(PP)的改性方法作者:齐克来源:《中国科技博览》2013年第33期[摘要]聚丙烯作为某些目标产品的原料或专用料,它的综合性能还需要提高,这就需要对反应器后产品作一定的改性,其改性方法有化学改性与物理改性。
[关键词]聚丙烯、改性、PP、共聚、塑料中图分类号:TQ325.14 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)33-0109-01前言聚丙烯(PP)具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点,不足之处是其性能低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。
聚丙烯用途广泛,用于农业、汽车工业、建筑材料、机械电子等在内的诸多领域。
开拓聚丙烯在重大产业领域的市场,取代其他塑料,所凭借的因素一是聚丙烯物美价廉、二是聚丙烯改性的进展。
一、聚丙烯的化学改性聚丙烯的化学改性是指通过化学方法改变聚丙烯分子链上的原子或原子团的种类及组合方式的改性方法。
经化学改性后的聚丙烯,其分子链结构发生变化,从而对材料的聚集态结构或织态结构产生影响,改变材料性能,因此,通过化学改性可以得到具有不同应用性能的新材料。
1、聚丙烯的共聚改性以丙烯单体为主的共聚改性可在一定程度上增进均聚PP的冲击性能、透明性和加工流动性,它是提高PP 韧性,尤其是低温韧性的最有效的手段之一。
将丙烯、乙烯混合在一起聚合,其聚合物主链中无规则地分布着丙烯和乙烯链段,乙烯则起着阻止聚合物结晶的作用,当乙烯质量分数达到20%时结晶便很困难,当质量分数为30%时就完全无定形,成为无规共聚物,其特点是结晶度低、透明性好、冲击强度增大等。
采用Zieglar催化剂或茂金属催化剂可以制备立构嵌段聚丙烯(又称为热塑性弹性聚丙烯,Thermoplastic elastomer)。
由于在分子链上同时含有等规和无规两种链段,因此具有低的初始弹性模量,相对高的拉伸强度,低的蠕变性能以及高的可逆形变。
嵌段共聚物与等规共聚物相比,低温性能优良,耐冲击性好;与等规PP和各种热塑性高聚物的共混物相比,刚性降低不大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课程名称:高分子材料设计与实践指导老师:成绩:__________________
实验名称:聚丙烯材料的透明改性实验类型:
一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1、了解聚丙烯结晶的成核机理;
2、理解双螺杆挤出机和注塑机的基本工作原理,并掌握其操作方法。
3、了解高分子共混改性的制备过程。
4、了解加工工艺条件对聚合物材料结构性能的影响。
二、实验原理
聚丙烯作为一种结晶性高聚物,其晶核的生成既可以均相成核,也可以异相成核。
均相成核是高分子链本身聚集体的取向,通过熔体的热涨落导致高分子链段的局部有序不断形成与消失,当有序区尺寸超过临界尺寸时才能形成晶核,而这类晶核在较高温度下易被分子链的热运动所破坏,故只有在较低温度下才能保持。
异相成核是分子链依附于体系内的不纯物进行有序排列,可在较高的温度下成核结晶。
无论是均相成核还是异相成核,在熔体状态时,聚丙烯的结晶速度较慢,易形成大球晶。
这些球晶具备光散射的两个条件:尺寸大于光的波长,与非景区的折光指数差异较大。
要提高聚丙烯的透明性需降低光散射,即提高聚丙烯晶型的均匀性并缩小球晶的尺寸。
根据聚丙烯结晶的成核机理,可以采用以下几类方法来控制聚丙烯的形态结构,达到降低结晶度、控制结晶质量、降低光散射作用等目的,以实现聚丙烯的透明改性。
1.加工工艺控制改性
2.直接聚合
3.共混透明改性
4.添加透明成核剂
三、仪器与试剂
仪器:双螺杆挤出机水槽吹风机切粒机电子天平压片机差示扫描量热仪(DSC)差热分析仪(DTA)热台显微镜拉伸试验机透光率雾度测试仪(WGT-S 申光)
试剂:聚丙烯(PP)聚乙烯(PE)乙烯丙烯共聚物(EPM)成核剂抗氧化剂
四、操作方法和实验步骤
操作方法:设计配方,选择合适的聚合物共混或添加合适的透明成核剂,采用双螺杆挤出机制备聚丙烯粒料,并通过模压成型,测试材料的透光性能和拉伸性能,以考察配方对聚丙烯材料透明性及力学性能的影
响。
实验步骤
1、配方:按照表4-1所示配方,在天平上准确称量粒料、成核剂和抗氧化剂,并放置于不同的塑料袋中,
混合均匀待用。
表4-1
2、挤出造粒:先设定料筒的各段加热温度(其中从加料口到机头温度逐渐增加),开启挤出机,将混合
好的原料倒入料斗,待有熔体通过口模挤出时,将挤出物通过冷却装置、牵引装置和切料装置,得到所需的透明的PP粒料。
注:不同组分的原料进行挤出造粒,需要用纯PP粒料进行清洗,将制得不同组分的粒料分开密封保存,并贴上标签。
3、模压成型:将透明的PP粒料铺满哑铃型模具上,盖上铁板,将模具连同铁板放于压片机内,预热4min,
模压2min,放气,转移至冷压片机内,冷压5min,取下哑铃样条。
重复上述操作,使用平板,制备薄膜。
注:不同组分制得的样条和薄膜,分开保存,并贴上标签。
4、结晶性能测试:用剪刀剪下合适大小的薄膜放入热台显微镜的样品台上,设置温度程序,以100℃/min
的速率升温至190℃并保持15min,在以5℃/min的速度降温至135℃,保持30min。
运行程序,降温结束后,观察聚丙烯的结晶,录像并保存。
5、透光性能测试:启动透光率雾度测试仪,用中空磁体将薄膜固定在样品窗内,测试仪自动读取该位置
的透光率和雾度,取不同位置,重复测定三次,重复上述操作,测试不同配方的薄膜,记录实验数据,如表4-2所示。
表4-2
6、力学性能测试:设置电子拉力机的拉伸速率为50mm/min,标距为25mm,将制得的哑铃型压条分别夹
于夹子两端,开启拉伸装置,拉力机自动测试模量和应力,记录实验数据。
7、热性能测试:根据图4-1所示条件,使用DSC对不同配方的造粒进行热性能测试,记录两组实验数据。
图4-1
五、实验结果与分析
1、力学性能分析
组1 空白对照
组2 成核剂0.4%
组3 成核剂0.8%
组5 PP:PE:EPM 80:20:5
组6 PP:PE:EPM 90:10:5
由组1和组2实验数据可知,加入成核剂使得改性后的聚丙烯的模量得到提高,断裂伸长率得到降低,进而使其力学强度得以提高;由组2,组3和组4实验数据可知,随着成核剂加入量的增加,模量和断裂伸长率变化呈现先大幅度改变,后趋于稳定,可以看出成核剂的加入对聚丙烯的改性效果是非常明显的,但加入量超过临界值时,改性效果趋于饱和。
由组1和组6实验数据可知,通过聚合物共混的方法,使改性后的聚丙烯模量和断裂伸长率都得到的降低;由组5和组6实验数据可知,随着共混物中PP加入的减少,使改性后的聚丙烯模量和断裂伸长率都得到的降低,且结合组1来看,两者降低幅度不大,可以看出通过聚合物共混的方法使聚丙烯的力学强度得到小幅度的降低,改性效果并不明显。
2、透光性能测试
由组1和组2实验数据可知,加入成核剂使得聚丙烯的透光性降低;由组2,组3和组4实验数据可知,随着成核剂加入量的增加,聚丙烯的透光性得到提高,且组4(成核剂加入量为1.2%)的透光性能优于组1(空白对照组)。
出现以上实验结果可能的原因是组1中的聚丙烯因均相成核(成核机会小)未能使其充分结晶,而组2中加入了成核剂,原有的均相成核变为异相成核,使其发生了充分结晶,具体表现为组2的透光性能小于组1,随着成核剂加入量的增加,使聚丙烯的结晶构造进一步细微化,透光性能更好,因此组4的透光性能优于组1。
由组1,组5和组6实验数据可知,通过聚合物共混的方法,使得聚丙烯的结晶度下降,因此组5和组6的透光性能均优于组1,且组6的透光性能更佳。
不难看出,通过聚合物共混改性的方法来提高聚丙烯的透光性能见效更快,但添加透明成核剂有更好的改性效果。
3、结晶性能测试
图1 空白图2 成核剂0.4%
图3 成核剂0.8% 图4 成核剂1.2%
图5 PP:PE:EPM 90:10:5 图6 PP:PE:EPM 80:20:5由图1和图2所示可知,成核剂的加入使得PP球晶数目变少,球晶变小;由图2,图3和图4所示可知,随着成核剂加入量的增加,PP球晶数目和大小先有较大的变化,后趋于稳定,与力学性能测试的结果相同,说明聚丙烯的结晶性能影响其力学性能。
由图1,图5和图6所示可知,通过聚合物共混的方法对球晶大小影响较大,而对球晶数目影响较小,此外对比图5和图6不难看出,随着共混物中的PP含量减少,球晶大小变得更小,其结果与透光性能测试结果相同,PP:PE:EPM=80:20:5具有更好的透光性。
由6幅图所示可知,添加透明成核剂相比聚合物共混法对PP球晶数目和大小影响更大,通过添加成
核剂可制备更小、更均匀的PP 小球晶,因此添加透明成核剂对聚丙烯透明性改善更佳,其结果与透光性能测试结果相同。
4、 热性能分析
等温条件下
d T /d t
T
d H /d t
T
图1成核剂 0.4% 图2 成核剂
0.8%
B
A
d T /d t
T
图3 成核剂 1.2% 图4 空白
d H /d t
T
d H /d t
T
图5 PP:PE:EPM 90:10:5
图6 PP:PE:EPM 80:20:5
由图1,图2,图3和图4所示,空白对照和不同量的成核剂改性聚丙烯熔融温度(Tm )和重结晶温度(Tc )均为165℃和130℃,出现该现象的原因成核剂对结晶的大小和数目影响较大,对结晶度影响较小,使得这4组的Tm 和Tc 相同。
由图4,图5和图6所示,两种共混物中的PP 和PE 熔融温度Tm 分别为165℃和109℃,但是PP:PE:EPM=90:10:5共混物的Tc 为109℃,PP:PE:EPM=80:20:5共混物的Tc 为107.5℃,由此可以看出PP:PE:EPM=80:20:5共混物的结晶性能低于PP:PE:EPM=90:10:5,因此PP:PE:EPM=90:10:5具有更好的力学性能,其结果与力学性能测试结果相同,但其透光性能稍逊于PP:PE:EPM=80:20:5,该结果也符合透光性能测试的结果。
非等温条件下
d T /d t
T
d T /d t
T
成核剂 0.4% 成核剂 0.8%
d T /d t
T
d T /d t
T
成核剂 1.2% 空白
d T /d t
T
d T /d t
T
PP:PE:EPM 90:10:5 PP:PE:EPM 80:20:5
非等温条件下的测试结果与等温条件相比,除了测不到重结晶温度Tc之外,共混物中的PE的熔融温度Tm值低于等温条件下5℃左右,可能因为测试条件的改变,使得该值出现了偏差。
六、讨论
通过实验结果我们发现,聚合物共混法和添加成核剂均能实现聚丙烯的透明改性,而通过聚合物共混法来提高聚丙烯的透光性能见效更快,但添加透明成核剂具有更好的改性效果。
此外添加成核剂使得聚丙烯的力学强度得以快速提高,而聚合物共混法使聚丙烯的力学强度得到小幅度的降低,改性效果并不明显。