抗冲共聚聚丙烯的结构与性能

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SP179抗冲共聚聚丙烯性能评价

SP179抗冲共聚聚丙烯性能评价

摘 要 :运用差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)、红外光谱(IR)和凝胶渗透色谱(GPC)等 对 SP179抗 冲共 聚聚丙烯的相关性能参数进行了表征研究 ,评价 了 4个样 品的乙烯含量 、平均分子质量及其
分 布 和热 性 能 。实 验 证 明 ,随着 乙烯 含量 的增 加 ,乙丙 橡胶 相 增 加 ,重 均分 子 质 量增 大 ,样 品的 冲击 强 度 升高 , 但弯曲模量下降 ,刚性降低 。加入成核剂后 ,在保持冲击强度的同时 ,刚性得到提高。
modulus decreased. Impact strength of SP179 was retained and f lexural strength increases during being
modifieateded with nucleation agent.
K eywords:im pact copolymer polypropylene;mechanical properties;DSC;DM A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(Lanzhou Researeh Center of Chemieal Engineering,Reseach Institute of Petrochemieal Technology of PetroChina,Lanzhou 730060,China)
Abstract:The structure and mechanical properties of four im pact copolymer polypropylenes have been
分 析 化 学专 业 ,理 学 硕 士 ,目前 主要 从 事 高 分 子 材料 结构 表 征工 作 。

塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍

塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍

聚丙烯(PP)的介绍聚丙烯概述聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得,它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。

聚丙烯的英文名称为Polypropylene,简称PP,俗称百折胶。

聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯,等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂,结晶度高达95%以上,分子量在8~15万之间,以下介绍的聚丙烯主要为等规聚丙烯。

而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物,分子量低(3000~10000),结构不规整缺乏内聚力,应用较少。

聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用,因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物性能,用途也不同。

PP有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下。

然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。

一、聚丙烯的特性(1)物理性能:聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~.091g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。

它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。

成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。

制品表面光泽好,易于着色。

(2)力学性能:聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比HDPE高,但在室温和低温下,由于本身的分子结构规整度高,所以冲击强度较差,分子量增加的时候,冲击强度也增大,但成型加工性能变差。

PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,如用PP注塑一体活动铰链,能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下,不如尼龙。

(3)热性能:PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,150℃也不变形。

脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。

(4)化学稳定性:聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定,但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀,同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高,所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀效果良好。

三种聚丙烯生产工艺及其抗冲共聚产品性能对比

三种聚丙烯生产工艺及其抗冲共聚产品性能对比
文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 — 0 4 6 0( 2 0 1 4) 0 1 — 0 0 4 2 — 0 3 中图分类号 :T Q 3 2 5 . 1 4
Co mp a r a t i v e An a l y s i s o f T e c h n i c a l Ch a r a c t e r i s t i c s a n d P r o p e r t i e s o f I mp a c t Po l y pr o py l e ne Pr o duc e d by Di f f e r e nt Po l ym e r i z a t i o n Pr o c e s s
聚丙烯( P P ) 是一种性能优 良的热塑性合成树 脂, 广 泛应 用 于汽车 工业 、家用 电器 、电子 、农业 、 建筑包装以及建材家具等方面 。目 前世界上 比较 先进的 P P 生产工艺主要有气相法工艺和本体一 气相 组合工艺 , 典型代表有 N o v o l e n 、 I n n o v e n e 气相工艺 、 S p h e r i p o l 本体一 气相工艺等 ,其中气相工艺两个反 应器 串联 生产抗 冲共 聚物 ,第 一个 反应 器生 成均 聚
T e c h n o l o g y Ho l d i n g s , I n n o v e n e t e c h n o l o g y o f B P — t h e A mo c o a n d S p h e r i p o l p r o c e s s o f B a s e l 1 )w e r e d e s c r i b e d , a n d
第 4 3卷第 1期 2 0 1 4年 1月
C o n t e mp o r a r y C h e m i c a 1 I n d u s t r y

中国石化 抗冲共聚聚丙烯 产品手册

中国石化 抗冲共聚聚丙烯 产品手册

中国石化化工产品手册 / 合成树脂分册 / Sinopec Chemical Products Brochure / Synthetic Resin / 产品简介中国石化是国内抗冲共聚聚丙烯的主要供应商,这种树脂是通过在半晶的丙烯均聚物基体中引入橡胶化的乙丙共聚物而产生的多相共聚物。

产品具有高热变形温度、良好的耐划痕性以及低温抗冲击性和良好的刚韧平衡性,同时具有良好的流动性,制品成型周期短,成型加工性能优异。

主要用途抗冲共聚聚丙烯广泛用于制作汽车仪表板和内饰件、汽车保险杠、洗衣机内外件、蓄电池壳以及油箱等工业制品,也用于制作日杂用品,如瓶盖、厨具、家具、玩具、工具箱、旅游箱包以及各类包装容器等。

OverviewSinopec is the main supplier of PP impact copolymer in China. The resin is created by intruducing ethylene-propylene rubber inside semi-crystalline PP homopolymer matrix. It has high heat deformation temperature(HDT), good scratching resistance, good impact resistance at low temperature, good rigid-tough balance and good fluidity. Products made from this resin are characterized by fast processing and excellent processability.Main ApplicationsPP impact copolymer is widely used in the production of industrial products, such as dashboard, auto interior decorations, auto bumpers, interior and exterior parts of washing machine, accumulator containers and tanks. It can also be used to make household articles, such as bottle caps, cookware, furniture, toys, toolkits, travel cases, bags and various packaging containers.Packages, Storage and TransportationThe resin is packaged in internally film-coated polypropylene woven bags or FFS fi lm bags. The net weight is 25Kg/bag. The resin should be stored in a drafty, dry warehouse and away from fi re and direct sunlight. It should not be piled up in the open air. During transportation, the material should not be exposed to strong sunlight or rain and should not be transported together with sand, soil, scrap metal, coal or glass. Transportation together with toxic, corrosive and flammable substance is strictly prohibited.产品包装及贮运要求产品采用聚丙烯内涂膜编织袋、FFS 薄膜袋包装,净重25 Kg /袋。

聚丙烯抗冲共聚物的原理

聚丙烯抗冲共聚物的原理

聚丙烯抗冲共聚物的原理
聚丙烯抗冲共聚物是一种在聚丙烯基础上添加特定抗冲剂的共聚物材料。

其原理主要是通过在聚丙烯分子链中引入具有高韧性和抗冲击性的共聚单体,如丙烯腈(AN)或乙烯基丙烯酸酯(EVA),来增加材料的韧性和抗冲击性。

具体原理如下:
1.增加韧性:通过引入丙烯腈(AN)或乙烯基丙烯酸酯(EVA)等共聚单体,可以在聚丙烯分子链中形成具有较高柔韧性的共聚物结构,从而提高材料的韧性和耐冲击性能。

2.改善抗冲击性能:添加特定抗冲剂可以在共聚物分子链中形成复合结构,增加分子的移动性和材料的耐冲击性能,从而使材料在受到外部冲击时能够有效吸收和分散能量,减少损伤和断裂。

通过以上原理,聚丙烯抗冲共聚物能够在保持聚丙烯原有特性的基础上,具有更高的韧性和抗冲击性能,因而被广泛应用于汽车零部件、家电壳体、工程塑料和包装材料等领域。

塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍(精)

塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍(精)

聚丙烯(PP)的介绍聚丙烯概述聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得,它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。

聚丙烯的英文名称为Polypropylene,简称PP,俗称百折胶。

聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯,等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂,结晶度高达95%以上,分子量在8~15万之间,以下介绍的聚丙烯主要为等规聚丙烯。

而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物,分子量低(3000~10000),结构不规整缺乏内聚力,应用较少。

聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用,因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物性能,用途也不同。

PP有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下。

然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。

一、聚丙烯的特性(1)物理性能:聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~.091g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。

它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。

成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。

制品表面光泽好,易于着色。

(2)力学性能:聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比HDPE高,但在室温和低温下,由于本身的分子结构规整度高,所以冲击强度较差,分子量增加的时候,冲击强度也增大,但成型加工性能变差。

PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,如用PP注塑一体活动铰链,能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下,不如尼龙。

(3)热性能:PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,150℃也不变形。

脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。

(4)化学稳定性:聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定,但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀,同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高,所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀效果良好。

PP聚丙烯的特性

PP聚丙烯的特性

PP聚丙烯的特性PP聚丙烯的特性PP聚丙烯的特性如下:1、物理性能:PP(聚丙烯)为⽆毒、⽆臭、⽆味的乳⽩⾊⾼结晶聚合物,密度为0.90-0.91g/cm3,对⽔特别稳定,24⼩时在⽔中的吸⽔率为0.01%,分⼦量在8-15万之间。

成型性好,但收缩率⼤,制造厚壁制品容易凹陷。

制品表⾯光泽度好,容易着⾊。

2、⼒学性能:PP(聚丙烯)的结晶度⾼,结构规整,具有良好的⼒学性能,其强度和硬度、弹性都⽐较好,但在室温和低温下冲击强度较差,分⼦量增加的时候,冲击强度也增⼤,但成型加⼯性能变差。

PP(聚丙烯)最突出的性能是抗弯曲疲劳性。

⼲摩擦系数与尼龙相似,在润滑油下不如尼龙。

3、热性能:PP(聚丙烯)具有良好的耐热性,熔点在164-170℃,制成的制品可在100℃以上温度进⾏消毒灭菌;在不受外⼒的情况下150℃也不变形。

脆化温度为–35℃。

4、化学稳定性:PP(聚丙烯)的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其他各种化学试剂都⽐较稳定,但低分⼦量的脂肪烃、氯化烃等能使PP(聚丙烯)软化和溶胀。

5、电性能:PP(聚丙烯)的⾼频绝缘性能优良,由于它⼏乎不吸⽔,故绝缘性能不受湿度的影响。

PP(聚丙烯)具有较⾼的介电系数,随着温度的上升,可以⽤来制作受热的电⽓绝缘制品,它的击穿电压也很⾼。

PP(聚丙烯)的抗电压、耐电弧性好,但静电度⾼,与铜接触易⽼化。

6、耐候性:PP(聚丙烯)对紫外线很敏感,加⼊氧化锌、硫代丙酸⼆⽉桂酯、碳⿊或类似的乳⽩填料等可以改善其耐⽼化性能。

⼄烯(PE)(PPPPPP(P((育聚⼄烯英⽂名称:polyethylene ,简称PE,是⼄烯经聚合制得的⼀种热塑性树脂。

在⼯业上,也包括⼄烯与少量α-烯烃的共聚物。

聚⼄烯⽆臭,⽆毒,⼿感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使⽤温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐⼤多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于⼀般溶剂,吸⽔性⼩,电绝缘性能优良聚⼄烯分⼦模型概述聚⼄烯对于环境应⼒(化学与机械作⽤)是很敏感的,耐热⽼化性差。

中等流动性抗冲共聚聚丙烯的结构与性能

中等流动性抗冲共聚聚丙烯的结构与性能
关 键 词 : 聚 丙 烯 抗 冲共 聚 物 中等 流 动 性 分 子 结 构 中图 分 类 号 : TQ 325.1+2 文 献 标 识 码 : B 文章 编 号 : 1002一l396(2007)04—0059—05
中 国石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 北 京 燕 山 分 公 司 先 后在 浆液 法 、本体 法 聚丙烯 (PP)装置 上开 发 了 洗衣 机专用 PP系列产 品 .性能 达到 国外 同类产 品 水平 .满足 了 国内市 场 的需 要 。为 了开拓 国 内市 场 ,在 200 kt/a气 相法 PP装置 上进行 了中等流 动 性 抗 冲 共 聚 PP洗 衣 机专 用 料 K7708的开 发 .市 场 反 映 良好 。本 工 作 研究 了 K7708的结 构 与性 能 ,并与液一气 本体法装 置生产 的 1647进行对 比。
核 磁共 振 碳 谱 (-3C—NMR):采 用 德 国 Bruker 公 司生 产 的 AM一300型 核 磁 共 振 谱 仪 .磁 场 为 300 MHz.二氯 氚代 苯作 溶剂 ,甲苯硅 氧烷 作 内 标 ,操作 温度 120~140℃ ,取 样 时间 6 s,累加次 数 2 000~4 000,所 测 结 构 按 Carman方 法 计 算 。差 示 扫 描量热 法(DSC):采用 美 国 Du Pont公 司生产 的 TA 9900型差 热分 析 仪 ,在 氮 气气 氛 中 .以 l0℃/ min升温 至 190℃ ,恒 温 3 min,得 到试 样 的熔 融 峰 及熔 点( 和 熔 融 热 焓 ( ),以 l0℃ ̄r ain降 温 ,得 到 试 样 的 结 晶 温 度 ( 。凝 胶 渗 透 色 谱 (GPC):采用 美 国 Waters公 司生 产 的 150C型凝 胶色 谱仪 .色谱 柱规 格为 300 mm ×7.8 mm,透 过 孔径 为 10 mm ×10 mm。偏光 显 微镜 :采 用 日本 2 结 果 与 来自 论 2.1 性 能 分 析
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抗冲共聚聚丙烯的结构与性能王帆;刘小燕;周玲;朱博超;王晶晶【摘要】研究了5种熔体流动速率为28 g/10 min,乙烯质量分数为10%左右的车用抗冲共聚聚丙烯(IPC)的力学性能、相态结构、熔融结晶行为、橡胶相尺寸及分布、加工性能.结果表明:IPC-4整体力学性能最优,拉伸强度为24.60 MPa,弯曲模量为1401.71 MPa,冲击强度为10.02 kJ/m2;IPC是由无规共聚物、嵌段共聚物和均聚聚丙烯三部分组成;IPC-4具有最高的熔融焓和结晶焓,即材料有高的结晶度和刚性;IPC-4的孔洞分布更均匀、孔洞直径相差不大,平均值为1μm;5种试样的加工性能较为接近,最适宜的注塑温度为200℃.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】6页(P58-62,68)【关键词】抗冲共聚聚丙烯;无规共聚物;熔融;结晶;流变性能;非等温动力学【作者】王帆;刘小燕;周玲;朱博超;王晶晶【作者单位】兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃省兰州市 730070;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃省兰州市 730070;中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃省兰州市 730060;中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司乙烯厂,辽宁省抚顺市 113004【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4目前,聚丙烯(PP)以密度小、性价比高,具有优异的耐热性能、刚性、耐化学药品腐蚀性,易于加工成型和回收等特点在汽车上得到广泛应用,成为车用塑料中用量最大、发展速度最快的品种之一[1],国内年需求量约为217万t。

抗冲共聚聚丙烯(IPC)是车用PP需求量增长速度最快的一个品种,因此,众多石化企业开展了附加值较高的IPC的研发和生产。

本工作通过对比5种IPC的结构与性能,找出其结构性能差异,以改进工业生产中的管路堵塞,IPC模量低、冲击强度低等问题,提升产品质量,以更好地适应市场的需要,提高产品的竞争力,提高中国石油天然气股份有限公司所属企业的中熔体流动速率(MFR)IPC的产品质量。

1 实验部分1.1 主要原料5种MFR为28 g/10 min的车用IPC,乙烯质量分数为10%左右,分别记作IPC-1~IPC-5。

IPC-1~IPC-3,中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司。

IPC-4,中海壳牌石油化工有限公司。

IPC-5,中沙(天津)石化有限公司。

1.2 主要仪器及设备DSC 214 Polyma型差示扫描量热仪,德国Netzsch公司;RT2000型毛细管流变仪,德国Gottfert公司;IR-435型红外光谱测试仪,日本岛津公司;INSTRON 5566型电子万能材料试验机,美国Instron公司;XJU-5.5型简支梁冲击试验机,承德金健检测仪器公司;JSM-6510型扫描电子显微镜,日本Jeol 公司。

1.3 试样制备按GB/T 17037.1—1997将IPC粒料注塑为样条,注塑温度为200 ℃。

1.4 性能测试按GB/T 1040.2—2006测试试样的拉伸性能,拉伸速度为50 mm/min;按GB/T 9341—2008测试试样的弯曲性能;按GB/T 1843—2008测试试样的抗冲击性能;按GB/T 3682—2000测试试样的MFR,温度230 ℃、负荷2.16 kg。

红外光谱(IR)分析:将二甲苯可溶物和二甲苯不溶物试样在小型热压机上加热、加压制成透明薄膜,室温条件下自然冷却,放到红外光谱仪中测试,得到试样的组成结构。

扫描电子显微镜(SEM)分析:首先将样条在液氮下淬断,然后在50 ℃邻二甲苯中刻蚀72 h,期间更换3次溶剂且每次更换溶剂前超声2 h,最后于80 ℃烘干、喷金测试淬断面。

差示扫描量热法(DSC)分析:称取5 mg试样置于坩埚中,以10 ℃/min升至200 ℃并恒温5 min以消除热历史,以10 ℃/min降至30 ℃恒温2 min,再以10 ℃/min升至200 ℃,记录试样的熔融和结晶曲线。

毛细管流变测试:将毛细管测试仪料筒升至190 ℃,加入定量试样并使其完全熔融,通过活塞将试样挤出,同步对活塞推力和料筒内压强进行测试。

测试过程采用恒压模式,设定8个试验点,测定90~6 000 s-1下剪切速率(γ)与剪切黏度(η)的关系。

毛细管流变仪下端口模采用30 mm×1 mm的毛细管口模和零口模。

按此方法,分别在210,230 ℃条件下,测试试样的γ与η。

2 结果与讨论2.1 力学性能在制备IPC时,二段乙丙共聚形成的橡胶相的组成、含量、形态、相对分子质量以及橡胶相与基体间的界面结合力等均对材料的拉伸、弯曲和抗冲击性能产生影响。

橡胶相的引入能提高PP的冲击强度,有效阻止制件在受到应力时银纹的继续扩展[2-3]。

从表1可以看出:IPC-4整体力学性能最好;IPC-1和IPC-3中,冲击强度并不是随着乙烯含量增加而提高,可能是由于橡胶相在PP中的分布不均匀而造成的。

表1 IPC试样的性能参数Tab.1 Properties of IPC samples试样 MFR/[g·(10 min)-1]拉伸屈服应力/MPa 弯曲模量/MPa 简支梁缺口冲击强度/(kJ·m-2)乙烯质量分数,%IPC-1 30.6 22.47 1 412.55 6.17 10.2 IPC-2 27.7 20.88 1 207.63 10.54 11.0 IPC-3 27.4 20.78 1 210.51 8.76 11.6~11.8 IPC-4 27.3 24.60 1 401.71 10.02 8.2~8.3 IPC-5 30.9 23.34 1 332.00 8.24 9.8~10.32.2 IR分析IPC与均聚PP的IR很接近,均在800 ~1 300 cm-1出现系列均聚PP螺旋结构规整谱带,如1 167,997,895,840 cm-1处的吸收峰,这些峰都表征了PP的等规结构。

均聚PP与共聚PP之间最主要的区别表现在700~740 cm-1。

均聚PP在该区间没有特征吸收峰,而共聚PP在该区间出现了吸收峰[4]。

从图1a 可以看出:均聚PP的一系列中等强度的特征吸收峰基本消失,取而代之的是无规共聚PP(EPR)的宽、弱吸收峰,721 cm-1处出现了宽、强吸收峰,该峰是由乙烯链段造成的,由此证明了共聚PP中EPR的存在,也证明了EPR使乙丙嵌段共聚物(EbP)在719 cm-1处的吸收峰成了平头峰。

从图1b可以看出:特征吸收峰主要为均聚PP特征吸收峰,但在729,719 cm-1处出现了分裂双峰,这是结晶聚乙烯的特征峰,证明聚乙烯晶相存在。

由此可知,共聚PP中含有橡胶相EPR、乙丙嵌段相EbP和均聚PP [5]。

图1 IPC二甲苯可溶物与不溶物的IRFig.1 IR spectra of IPC xylene soluble and insoluble2.3 SEM分析IPC是多相体系结构,其相态结构会对共聚物的性能有较大影响。

从图2看出:IPC呈分布良好的两相结构,橡胶相EPR尺寸为0.5 ~2.0 μm[6-7]。

作为分散相的EPR是大量的应力集中物,当材料受到应力冲击时, EPR会引发银纹并在其周围支化,继而吸收大量的冲击能量。

由于银纹应力场的相互作用使银纹端的应力降低,从而阻碍了银纹的进一步扩大,因此极大提高了材料的韧性[8]。

从图2还看出:IPC-4中孔洞的分布更加均衡、孔洞的平均直径为1.0 μm,材料在受到应力冲击时,吸收的能量均衡,使材料的冲击强度更高,这很好地解释了材料的冲击强度并不是随着乙烯含量(即橡胶相含量)的增加而提高,还与橡胶相在材料中分散程度有关[9]。

图2 IPC断面的SEM照片(×5 000)Fig.2 SEM images of IPC sections注:图中的孔洞为橡胶相EPR,未溶解部分为均聚PP。

2.4 DSC分析从图3和表2看出:5种IPC的熔融温度(tm)和结晶温度(tc)接近,图3a中116 ℃处为聚乙烯吸收峰。

但IPC-4的熔融焓(ΔHm)和结晶焓(ΔHc)都高于其他4个试样,说明IPC-4的结晶度较高,可使材料保持良好的刚性[10-11]。

2.5 IPC的非等温结晶动力学目前,高聚物的非等温结晶动力学基本都是采用DSC进行研究。

首先,从等温结晶出发,考虑非等温结晶的特点对等温结晶进行修改,本工作采用修正Avrami方程的Jeziorny法进行处理[12-13],见式(1)。

式中:Xt是在结晶时间为t时的相对结晶度;n是Avrami指数,反映高聚物结晶成核和生长机理;Zt是结晶速率常数,与结晶温度有关。

图3 IPC试样的DSC曲线Fig.3 DSC curves of IPC samples表2 IPC试样的DSC数据Tab.2 DSC data for IPC samples试样ΔHm/(J·g-1) ΔHc/(J·g-1) tm/℃ tc/℃IPC-1 83.80 88.40 166.3 123.9 IPC-2 79.10 83.49164.9 121.7 IPC-3 79.01 82.14 164.0 124.4 IPC-4 100.60 94.74 166.3 122.9 IPC-5 85.68 88.31 165.7 121.4对式(1)取对数得到式(2)。

Avrami方程表示相对结晶度与时间的关系,所以必须将温度与时间进行转化。

在非等温结晶过程中,温度与时间的关系见式(3)。

式中:θ0为结晶起始温度;θ为t时刻的结晶温度;φ为降温速率。

Xt与θ的关系曲线可以通过DSC分析软件得到,进而得到Xt与时间t的关系。

图4和图5分别显示了IPC的Xt与θ和Xt与t之间的关系。

图6为5种IPC的ln[-ln(1-Xt)]~lnt曲线,通过拟合可以得到n和Zt,由此可以得到Xt=50%时所对应的时间,即半结晶时间(t1/2),详细数据见表3。

图4 Xt与θ的关系曲线Fig.4 Relative crystallinity as a function of temperature图5 Xt与t的关系曲线Fig.5 Relative crystallinity as a function of time图6 ln[-ln(1-Xt)]与lnt关系的拟合曲线Fig.6 Fitting curve of relationship between ln[-ln(1-Xt)] and lnt通过对t1/2的比较,可以看出在相同降温速率下,t1/2越小,说明该试样结晶速率越快[14]。

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