聚丙烯的晶体结构表征
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。
聚丙烯结晶度研究
聚丙烯结晶度研究聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。
其性能的一个重要参数是结晶度，结晶度的变化会直接影响到聚丙烯的力学性能、热性能以及加工性能等方面。
因此，研究聚丙烯的结晶度对于深入了解其性能和应用具有重要意义。
聚丙烯的结晶度主要受到晶核形成和晶体生长两个过程的影响。
晶核形成是指在聚丙烯溶液或熔融状态下，由于温度或压力变化等因素，使聚丙烯分子发生聚集并形成晶核的过程。
而晶体生长则是指在晶核的基础上，聚丙烯分子进一步排列有序，形成完整的晶体结构的过程。
影响聚丙烯结晶度的因素很多，其中温度是最主要的因素之一。
温度的变化会直接影响到聚丙烯分子的运动和排列方式，从而影响到结晶度的形成和发展。
一般来说，较高的结晶温度有利于聚丙烯分子的结晶，而较低的温度则会抑制结晶的形成。
此外，冷却速率也会对聚丙烯的结晶度产生重要影响。
较快的冷却速率可以促进聚丙烯分子的有序排列，从而提高结晶度；而较慢的冷却速率则会导致分子的无序排列，降低结晶度。
除了温度和冷却速率外，聚丙烯的结晶度还受到晶核形成剂、添加剂等的影响。
晶核形成剂是一种能够促进聚丙烯分子结晶的物质，可以在溶液或熔融状态下提供合适的条件，使聚丙烯分子更易于聚集形成晶核。
添加剂则是指在聚丙烯中加入其他物质，如增塑剂、抗氧剂等，这些添加剂可以改变聚丙烯分子的结晶行为，从而影响到结晶度。
研究聚丙烯的结晶度可以通过多种方法进行，其中比较常用的方法是热分析法和X射线衍射法。
热分析法主要通过测量聚丙烯在升温或降温过程中的热变化来判断其结晶度的大小，常用的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等。
而X射线衍射法则可以通过测量聚丙烯样品在X射线照射下的衍射图案来确定其结晶度和结晶形态。
聚丙烯的结晶度对其性能和应用具有重要影响。
较高的结晶度可以使聚丙烯具有较高的强度和刚度，提高其耐热性和耐化学腐蚀性；而较低的结晶度则可以使聚丙烯具有较好的可塑性和可加工性，适用于注塑、挤出等加工工艺。
聚丙烯a晶的晶面参数-概述说明以及解释
聚丙烯a晶的晶面参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：聚丙烯是一种常见的塑料材料，其中的聚丙烯a晶是其在晶体结构上的一种形态。
对于聚丙烯a晶的晶面参数的研究，可以帮助我们更好地了解其结构特点以及影响晶面参数的因素，从而为聚丙烯的制备和性能研究提供重要的参考。
本文将对聚丙烯a晶的晶面参数进行探讨，并介绍测定晶面参数的方法以及影响晶面参数的因素，希望能为相关领域的研究提供一定的指导和启发。
1.2文章结构在文章结构部分，我们将按照以下顺序来展开讨论：首先我们会介绍聚丙烯a晶体的结构特点，包括其晶体形貌和晶面的组成特点。
接着，我们将详细阐述用于测定晶面参数的方法，包括实验方法和理论计算方法，并对其优缺点进行比较和分析。
之后，我们将探讨影响晶面参数的因素，如晶体生长条件、晶体成分以及外界环境等因素对晶面参数的影响。
通过这些内容的讨论，我们可以更深入地了解聚丙烯a晶体的晶面参数及其影响因素，为实际生产和应用提供理论基础和参考依据。
1.3 目的：本文旨在探讨聚丙烯a晶的晶面参数的相关研究。
通过对聚丙烯a晶的结构特点、测定晶面参数的方法以及影响晶面参数的因素进行全面分析和总结，以期能够深入了解聚丙烯a晶体结构的特征，并为其应用领域提供理论支持和指导。
同时，通过研究聚丙烯a晶的晶面参数，也可以为相关材料的设计、制备和性能调控提供重要参考和指导，具有一定的理论和实际价值。
2.正文2.1 聚丙烯a晶的结构特点聚丙烯a是一种常见的聚合物材料，在晶体结构上具有一些独特的特点。
聚丙烯a晶体属于正交晶系，晶格常数为a=4.78 Å，b=3.41 Å，c=5.11 Å。
其空间群为Pnma，具有四分子的晶胞，其中一个晶胞中含有4个聚丙烯分子。
在晶体结构中，聚丙烯a分子主要由CH2基元组成，这些基元在晶体中呈现出规则的排列方式，形成了晶体的周期性结构。
聚丙烯a晶体具有较高的结晶度，晶体内部排列有序，分子之间的距离和角度非常规则。
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。
聚丙烯基础知识
第一章 聚丙烯的结构和性质第一节 聚丙烯的结构一、分子结构由丙烯聚合的高分子化合物，聚合反应中链增长的方式，即下一个单体连接到分子链上的形式决定了分子链的形状和甲基的空间排列，决定其立构规整度，进而决定其结晶结构、结晶度、密度及相关的物理机械性能。
1．等规聚丙烯（iPP ）、间规聚丙烯（sPP ）和无规聚丙烯（aPP ）聚丙烯立构中心的空间构型有D 型和L 型两种：如果此立构中心D 型或L 型单独相连，就构成iPP ：如果立构中心D 型和L 型交替连接，就构成sPP ：如果立构中心D 型和L 型无规则地连接，甲基无规则地分布在主链平面两侧，就构成了aPP ：D ： CH 3C CH2 H L ： H CCH2 CH 3 CH 3 C CH2 HH C CH2 CH 3 CH 3 C CH2 H CH 3CCH2 H 或 H C CH2 CH 3 HCCH2 CH 3 H C CH2 CH 3 CH 3 C CH2 H CH 3CCH2 H H C CH2 CH 3等规聚丙烯是高结晶的高立体定向性的热塑性树脂，结晶度60%~70%，等规度>90%，吸水率0.01%~0.03%，有高强度、高刚度、高耐磨性、高介电性，其缺点是不耐低温冲击，不耐气候，静电高。
间规聚丙烯结晶点较低（与等规聚丙烯相比），为20%~30%，密度低（0.7~0.8g/cm 3），熔点低（125~148℃），分子量分布较窄（M w /M v =1.7~2.6），弯曲模量低，冲击强度高，最为优异的是透明性、热密封性和耐辐射性，但加工性较差（以茂金属催化剂聚合可得间规度大于80%的间规聚丙烯）。
无规聚丙烯分子量小，一般为3000至几万，结构不规整，缺乏内聚力，在室温下是非结晶、微带粒性的蜡状固体。
2．无规共聚物、抗冲共聚物和多元共聚物丙烯-乙烯无规共聚物：使丙烯和乙烯的混合物聚合，所得聚合物的主链上无规则地分布着丙烯和乙烯链段，乙烯含量一般为1%~4%（质量分数），乙烯抑制丙烯结晶，使无规共聚物结晶度下降，熔点、玻璃化温度、脆化点降低，结晶速度变慢，材料变软，透明度提高，韧性、耐寒性、冲击强度均较均聚物提高，主要用于高抗冲击性和韧性制品。
聚丙烯的结构和性能
课题：聚丙烯的结构和性能参考文献：1.纤维化学与物理（蔡再生主编，中国纺织出版社）2.中国纺机网聚丙烯纤维一.聚丙烯纤维的及纺丝聚丙烯的生产过程包括四个主要工序，及丙烯的制备、催化剂的制备、丙烯聚合、聚丙烯的提纯和精处理。
二.聚丙烯纤维形态结构和聚集态结构分子式：聚丙烯纤维由熔体纺丝发制得，一般情况下，纤维截面呈圆形，纵向光滑无条纹。
聚丙烯的机构是由配位聚合得到的头-尾相接的线形结构，其分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯，甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，即是制备聚丙烯纤维的原料。
从等规聚丙烯的分子结构来看，其具有较高的立体规整性，因此比较容易结晶。
等规聚丙烯的结晶是一种有规则的螺旋状链，这种三维的结晶，不仅是单个链的规则结构，而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。
等规聚丙烯的结晶形态为球晶结构，最佳结晶温度为125-135℃，温度过高，不易形成晶核，结晶缓慢：温度过低，分子链扩散困难，结晶难以进行。
聚丙烯初生纤维的结晶度约为33%-40%，经拉伸后，结晶度上升到37%-48%，再经过热处理，结晶度可达65%-75%。
等规聚丙烯结晶变体较多，但纺丝拉伸后的晶体主要是α变体。
等规聚丙烯纤维的聚集态结构属于折叠链和伸直链晶体共存的体三.聚丙烯纤维的物理化学性能1..密度：聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，它比聚酰胺纤维轻20%比聚酯纤维轻30%，比粘胶纤维轻40%。
因此，聚丙烯纤维质轻，覆盖性好。
2.吸湿性：聚丙烯纤维是大分子上不含极性基因，纤维的微结构紧密，造成其吸湿性是合成纤维中最差的，其吸湿率低于0.03%。
因此，用于衣着时多于吸湿性高的混纺。
高吸湿性聚丙烯纤维,其主要技术特征是,在纤维级聚丙烯中添加一定比例的由聚乙二醇作为改性剂与聚丙稀粉末经高速混合、熔融挤出、造粒制成改性母料,在纺丝时,在纤维级聚丙烯切粒中添加一定比例的改性母料,混合均匀,采用正常的聚丙烯纤维的生产方法制成的纤维。
塑料晶型改性—聚丙烯β晶型改性
mg/g
9
β型成 核剂
O
NH
C
C
NH
O
红色 喹吖啶酮颜料
10
β型成 核剂
NHCO
CONH
NHCO
CONH
酰胺类成核剂
OO Ca
O
2
0.05%与0.03%的硬脂酸钙混合加入PP 中，β晶型生成率高达94%。
12
β型成 核剂
TMB系列 冲击强度提高6～7倍，热变形温度增加20摄式度。
汽车保险杠，仪表盘，家电等。 1998年，日本现代公司开发的Star NV-100 β 型成核剂问世。
13
化学结构 2, 6-萘二甲酸环己酰胺
NHCO
CONH
市售 TMB-5
14
β型成 核剂
稀土类有机配合物（WBG）
特点：
1. ＷBG系列成核剂安全，无毒，
无放射性，是可安全使用的产品。
1. β晶转化率高，在聚丙烯中添加
第三节 聚丙烯β晶型成核剂
聚丙烯的晶型结构
α晶型：熔体自然 冷却的均相结晶；
拟六方晶型： 很不稳定
β 晶型：剪切应 力，温度梯度 或加β成核剂；
δ 晶型：无规或 间同立构聚丙
烯中；
γ晶型：降解过 程和低分子， 高压条件下；
α晶型成核剂对聚丙烯微观形态的影响
α晶型成核剂
α晶型PP偏光显微照片
β晶型成核剂
β晶型PP偏光显微照片
α晶型成核剂
有机芳香磷酸盐类：如NA-10，NA-11，NA-21； 二亚苄叉山梨醇类： 如DBS,MDBS,DMDBS； 取代芳香羧酸盐类： 苯甲酸钠（锂）、 肉桂酸钠、
特丁基苯甲酸钠等 脱氢松香酸皂类成核剂：脱氢枞酸碱金属盐、脱氢
聚丙烯生产工艺
②骤冷态结构像许多其他聚合物一样，从熔体快速骤冷的，即结构是无序的，从所得到的弥散的x射线衍射图可以说明这一点:然而红外光谱（IR）证据表明在骤冷态中存在着螺旋结构，因此又有某种程度的有序结构。
PP骤冷已有许多人研究，先后提出了6种模型。
第1种由Natta和Corradini提出，认为是近晶形（smetic)，由在单斜相中发现的3/1螺旋组成，但在垂直于晶轴方向链的堆积是无序的。
第2种模型由Miller拟定，认为骤冷态可用Hosemann提出的酝晶型( paracrystai)来描述，即它基本L是三维有序的，但受缺陷的影响很大。
第3种模型首先由Gsile3}和Ralston提出，认为是由非常细的六角相晶粒组成。
Balcr等。
利用X射线衍射证据提出了第4种模型，认为其结构是由单斜性质的微晶组成。
第5种模型是根据x射线衍射数据由lvl} }}}c}:等提出的，认为骤冷态中约}o%的iPF材料是无定形均，余下的是扭曲的六方或四方晶系的微晶。
最后一种是由Gloti。
等根据1R证据提出的，认为在骤冷iPP玻璃中含有有序的螺旋状分子的枝条，它们是不连贯的，即不能堆砌发展成二维晶体胶束，这些枝条和无序物在玻璃态中是无规律分布的。
（3)影响等规聚丙烯结晶结构的因素影响i即结晶结构的因素很多，主要有样品的特性如等规度、分子量及其分布、接枝链等;力。
工条件如熔化温度和时间、结晶温度和压力等;外加物质如成核剂、稀释剂、共混物等。
(4)成核剂对聚丙烯结晶的影响纯iPP从熔体结晶易生成大球晶，冲击性能差。
提高过冷度和结晶压力能生成较小的球晶。
但过冷度的提高受到了热流动速率的限制，而高压则使产品失去光泽并加大模具损耗，故也受到限制。
因此常在iPP中加人成核剂，使生成较小的球晶来达到提高性能的目的。
(5)等规聚丙烯的性能iP}'是结构规整的结晶聚合物，影响iPP性能的因素有等规度、结晶度、晶体形态、分子量及分犷}C分布。
- 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)。
聚丙烯的晶体结构表征
聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种由丙烯单体聚合而成的合
成高分子材料。
它具有很低的密度、优异的机械性能、良好的抗冲击性、
优异的耐热性和耐化学腐蚀性等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。
聚丙烯的晶体结构是其特性的基础。
晶体结构是指聚合物链在整个材
料中形成的三维排列方式。
聚丙烯的晶体结构主要有正交和单斜两种形式，其中以正交结构为主。
聚丙烯的晶体结构通过各种方法进行表征和研究，
例如X射线衍射、红外光谱、热分析等。
X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）是一种常用的晶体结构表征
方法。
通过将X射线照射到聚丙烯样品上，并记录被样品散射的X射线的
位置和强度变化，可以得到聚丙烯的晶体结构信息。
X射线衍射实验结果
显示，聚丙烯的晶体结构呈现出典型的α晶型结构。
α晶型结构是指由
两个互相平行的丙烯链相互交织而成，形成层状排列的结构。
这种层状结
构中的丙烯链在具有规则的距离和空间方向上交错排列，形成晶体结构。
红外光谱（Infrared spectroscopy，IR）是另一种常用的晶体结构
表征方法。
通过红外光谱分析聚丙烯材料的振动模式和谱带特征，可以了
解聚丙烯的分子结构和晶体状态。
红外光谱研究结果显示，聚丙烯的晶体
结构主要由取向的烷基链以及链间氢键相互作用构成。
烷基链的取向规则
排列使得聚丙烯呈现出结晶态，而链间氢键的存在则增强了聚丙烯晶体结
构的稳定性。
热分析（Thermal analysis）是另一种重要的晶体结构表征方法。
通
过对聚丙烯材料在不同温度下的热性质进行分析，如热膨胀、熔融温度等，可以得到聚丙烯的晶体结构信息。
热分析结果显示，聚丙烯的晶体结构具
有良好的热稳定性和耐高温性能。
在加热到一定温度时，聚丙烯的晶体结构会发生相变，从晶体态转变为无序态。
这种相变过程对聚丙烯材料的加工和应用具有重要意义。
总之，聚丙烯的晶体结构是其优异性能和广泛应用的基础。
通过X射线衍射、红外光谱和热分析等多种方法，可以对聚丙烯的晶体结构进行表征和研究。
这些研究结果可以帮助我们更好地理解聚丙烯的性质和行为，并为聚丙烯的改性和应用提供科学依据。