实验1 聚丙烯的结晶形态与性能精品PPT课件
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最新实验1聚丙烯的结晶形态与性能PPT课件
• 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。
许多明暗相间的径向发射状的条纹？ • 对于普通的偏光显微镜，如何将其调成为正交偏光显微镜？ • 冷却速率（非等温结晶）或结晶温度（等温结晶）对聚丙烯球
晶大小与球晶生长速率的影响如何?试说明原因。 • 聚合物的结晶过程怎样？ • 简述什么叫均相成核和异相成核？ • 为什么加入成核剂可以提高聚丙烯的结晶速度？为什么聚丙烯
• 主要仪器设备包括：
设备：带热台偏光显微镜1套。型号：XPR-201
偏光显微镜和带热台XPR201熔点测定仪
器材：载玻片、盖玻片若干；切刀1把；镊子1个 材料：PP注射试样，加入成核剂的PP试样
实验内容
1．聚丙烯与成核剂的混合以及试样的制备
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。
图1 XPR-201偏光显微镜
• 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0.5～ 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。
• 在结晶聚合物中添加结晶成核剂，通过 其异相成核作用，一方面可以提高结晶 速度，缩短成型周期；
• 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；
聚丙烯介绍ppt课件
0.1～100
90%～ 99% 大于25%
聚丙烯工艺基础知识
1
PP工艺总体介绍
一. PP简介 二. PP的生产工艺分类 三. PP的生产工艺介绍
2
聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其 它烯烃类聚合物的总称，是现代石化工业的 最重要的产品，又是塑料制品的主要原料。 聚烯烃是合成树脂的重要分支，合成树脂的 种类丰富多彩，按其加工性质可分为两大类， 热塑性和热固性树脂。
采用一台环管反应器加一至三台气相反应器，组成基本模块， 生产各种产品。
Novolen
反应器内装有双螺带式搅拌器。搅拌器是通过反应器底部的 一个万向接头转动的，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的 钛/铝/给电子体比例，使产品质量尽可能均一稳定，但缺点 是动力消耗比液相搅拌大得多。
38
4、其 他 部 分
17
2、溶液法 也是最早的生产工艺之一.反应温度在 140度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶 液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽.
18
3、本体法
液相本体法 ：间歇式和连续式 间歇法:我国开发的小本体聚合工艺. 连续法:以BASELL的SPHREIPOL工艺为
代表.还开发出液相本体-气相法. 气相本体法:开始于60年代，是发展较快的
Borstar
Novole n
组成 MCM1,MC1 02,MC127 系列: TiCl4/MgCl2
CD催化剂： TiCl4/MgCl2 用内部改性 剂改性
THC-C催化 剂: TiCl4/ED (给 电子体)
TiCl4/MgCl2 载体和内部 给电子体
PTK4催 化剂
活性 3035kgPP/g
＞
l
e
103 个 牌 工业化的 104种牌 工业化牌号
90%～ 99% 大于25%
聚丙烯工艺基础知识
1
PP工艺总体介绍
一. PP简介 二. PP的生产工艺分类 三. PP的生产工艺介绍
2
聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其 它烯烃类聚合物的总称，是现代石化工业的 最重要的产品，又是塑料制品的主要原料。 聚烯烃是合成树脂的重要分支，合成树脂的 种类丰富多彩，按其加工性质可分为两大类， 热塑性和热固性树脂。
采用一台环管反应器加一至三台气相反应器，组成基本模块， 生产各种产品。
Novolen
反应器内装有双螺带式搅拌器。搅拌器是通过反应器底部的 一个万向接头转动的，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的 钛/铝/给电子体比例，使产品质量尽可能均一稳定，但缺点 是动力消耗比液相搅拌大得多。
38
4、其 他 部 分
17
2、溶液法 也是最早的生产工艺之一.反应温度在 140度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶 液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽.
18
3、本体法
液相本体法 ：间歇式和连续式 间歇法:我国开发的小本体聚合工艺. 连续法:以BASELL的SPHREIPOL工艺为
代表.还开发出液相本体-气相法. 气相本体法:开始于60年代，是发展较快的
Borstar
Novole n
组成 MCM1,MC1 02,MC127 系列: TiCl4/MgCl2
CD催化剂： TiCl4/MgCl2 用内部改性 剂改性
THC-C催化 剂: TiCl4/ED (给 电子体)
TiCl4/MgCl2 载体和内部 给电子体
PTK4催 化剂
活性 3035kgPP/g
＞
l
e
103 个 牌 工业化的 104种牌 工业化牌号
聚丙烯-简介-PPT课件
分子量较低时 ： 结晶度
等规度增大
分子量较大时 ： 结晶度不变
.
5
1.4、PP的球晶结构
在PP中易形成大球晶，对性能不利——透明度下降、抗 冲击性能变差
PP球晶结构——偏光显微镜照片
.
6
二、 聚丙烯的性能
2.1、基本性质
❖ 无臭、无味、无毒； ❖ 白色蜡状物质，但比PE透明； ❖ 密度低：0.89-0.91g.cm-3，是最轻的塑料之一； ❖ 容易燃烧。
PP易成型：挤出与注射最常用。
.
13
2.8、小结
PP的性能优 势：
较好的耐热性 优异的电绝缘性 优良的耐化学药品性 优异的抗弯曲疲劳性
PP的性能缺 点：
耐老化性差 抗冲击，特别低温冲击性差
.
14
三、 聚丙烯的改性
无规共聚
共聚：与
PP
乙烯共聚 嵌段共聚
的
与HDPE共混
增韧、提高耐 寒性；但强度 和耐热性降低
医用消毒器件：注射器、急 救箱等 食品、药品包装和日用品。
轻载的机械、汽车零部件。
优异的耐腐蚀性 优异的电绝缘性
耐热、耐腐蚀的化工管道、 容器、阀门配件等。
电子、电气配件(电信电缆绝
. 缘、电器外壳）。
23
4.1、国内聚丙烯市场行情走势分析
.
24
.
25
思考题：
等规度以及分子量对结晶度的影响如何？
.
3
1.2、 PP的三种不同立体构型：
等规PP：结晶度高， 占PP产量的95％。 －塑料
间规PP：结晶度低。 目前产量少。高弹 性热塑性塑料或弹 性体
无规PP：不结晶， 粘稠状物质，不能 用做塑料。
聚丙烯ppt课件
5
聚丙烯从熔融状态缓慢冷却时所形成的晶体，一般为球晶结构，其形态有 五种类型[35]，见表1 。球晶的类型、大小和结晶度影响着PP材料的性能。球晶 尺寸大、结晶度高，冲击强度和断裂伸长率下降，而硬度、强度与模量则升高。 Ⅰ、Ⅱ及混和型球晶能产生大变形，因此具有较大的屈服伸长率。Ⅲ和Ⅳ型球晶， 在垂直于拉伸方向上易产生开裂，形变小。
As I
图22 PP的S与As I 的关系
11
物理性能
PP是所有树脂中最轻的品种之一，密度为0.90 ~ 091 g / cm3 ,仅大于聚4 - 甲基 -1-戊烯。吸水率低，仅为 001～0.04％。PP中晶相与非晶的密度分别为0.94和0.85， 其差值较小，因此与PE相比PP具有较好的透明性，而茂 金属PP（ mPP ）的透明度可达96[45]，能与PET和PS相 媲力美学。性能
聚丙稀
等规聚丙稀，iPP 无规聚丙稀 aPP 间规聚丙稀 SPP，茂金属聚丙稀，mPP
本章主要介绍等规聚丙稀，一般无特殊说明 即指等规聚丙稀。
1
聚丙烯的结构
聚丙烯的结构为 [ CH2―CH (CH3) ] n，主链上碳原子 交替存在着甲基。如果把聚丙烯分子主链拉成平面锯齿形， 则其有规立构构型可表示为图1。
As I
图21 PP的冲击强度与As 的关系
10
S（%）
注射成型制品的收缩率不仅是各向异性且具有非均匀性， 它随着取向度的升高而增加，因此,ASI增加收缩率S上升。 图22表示了PP矩形片纵向收缩率S与ASI的关系[42,43]，S随 ASI的升高而增加。
2.6 2.2 1.8 1.4
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
是用特殊方法成形的双轴取向的薄膜，冲击强度随时随 Asi的增加而提高。图中出现最小值是实验误差引起的。
聚丙烯从熔融状态缓慢冷却时所形成的晶体，一般为球晶结构，其形态有 五种类型[35]，见表1 。球晶的类型、大小和结晶度影响着PP材料的性能。球晶 尺寸大、结晶度高，冲击强度和断裂伸长率下降，而硬度、强度与模量则升高。 Ⅰ、Ⅱ及混和型球晶能产生大变形，因此具有较大的屈服伸长率。Ⅲ和Ⅳ型球晶， 在垂直于拉伸方向上易产生开裂，形变小。
As I
图22 PP的S与As I 的关系
11
物理性能
PP是所有树脂中最轻的品种之一，密度为0.90 ~ 091 g / cm3 ,仅大于聚4 - 甲基 -1-戊烯。吸水率低，仅为 001～0.04％。PP中晶相与非晶的密度分别为0.94和0.85， 其差值较小，因此与PE相比PP具有较好的透明性，而茂 金属PP（ mPP ）的透明度可达96[45]，能与PET和PS相 媲力美学。性能
聚丙稀
等规聚丙稀，iPP 无规聚丙稀 aPP 间规聚丙稀 SPP，茂金属聚丙稀，mPP
本章主要介绍等规聚丙稀，一般无特殊说明 即指等规聚丙稀。
1
聚丙烯的结构
聚丙烯的结构为 [ CH2―CH (CH3) ] n，主链上碳原子 交替存在着甲基。如果把聚丙烯分子主链拉成平面锯齿形， 则其有规立构构型可表示为图1。
As I
图21 PP的冲击强度与As 的关系
10
S（%）
注射成型制品的收缩率不仅是各向异性且具有非均匀性， 它随着取向度的升高而增加，因此,ASI增加收缩率S上升。 图22表示了PP矩形片纵向收缩率S与ASI的关系[42,43]，S随 ASI的升高而增加。
2.6 2.2 1.8 1.4
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
是用特殊方法成形的双轴取向的薄膜，冲击强度随时随 Asi的增加而提高。图中出现最小值是实验误差引起的。
聚丙烯介绍及学习ppt课件
聚丙烯的丝及纤维制品主要包括单丝、扁丝和 纤维三类。
单丝的密度小、韧性好、耐磨性好，适于生产 绳索和渔网等。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
扁丝拉伸强度高，适于生产编织袋，可用于包装 化肥、水泥、粮食及化工原料等。还可用于生产 编织布，防雨布。
工业化PP的等规指数约为90％～95％。
1
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
等规指数大小影响着PP的一系列性能。 等规指数愈大，聚合物的结晶度愈高，熔融温
度和耐热性也增高，弹性模量、硬度、拉伸、 弯曲、压缩等强度皆提高， 韧性则下降。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
2. 发展简史
1953年联邦德国齐格勒发明聚乙烯以后，即试图用 AlR3－TiCl4为催化剂制备聚丙烯，但仅制得无工业价值 的低等规度聚丙烯。
意大利纳塔继齐格勒后，对丙烯聚合作了深入的研究，
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
间规聚丙烯可像乙丙橡胶那样硫化，得到的弹性 体的，力学性能超过普通橡胶；
因价格高，目前间规聚丙烯的应用面不广，但很 有发展前途，为聚丙烯树脂的新增长点。
丙烯－乙烯无规共聚物－PPR
（分子链变刚会使聚合物玻璃化温度与熔融温度提高， 规整性降低又会使玻璃化温度及熔融温度下降）
单丝的密度小、韧性好、耐磨性好，适于生产 绳索和渔网等。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
扁丝拉伸强度高，适于生产编织袋，可用于包装 化肥、水泥、粮食及化工原料等。还可用于生产 编织布，防雨布。
工业化PP的等规指数约为90％～95％。
1
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
等规指数大小影响着PP的一系列性能。 等规指数愈大，聚合物的结晶度愈高，熔融温
度和耐热性也增高，弹性模量、硬度、拉伸、 弯曲、压缩等强度皆提高， 韧性则下降。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
2. 发展简史
1953年联邦德国齐格勒发明聚乙烯以后，即试图用 AlR3－TiCl4为催化剂制备聚丙烯，但仅制得无工业价值 的低等规度聚丙烯。
意大利纳塔继齐格勒后，对丙烯聚合作了深入的研究，
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
间规聚丙烯可像乙丙橡胶那样硫化，得到的弹性 体的，力学性能超过普通橡胶；
因价格高，目前间规聚丙烯的应用面不广，但很 有发展前途，为聚丙烯树脂的新增长点。
丙烯－乙烯无规共聚物－PPR
（分子链变刚会使聚合物玻璃化温度与熔融温度提高， 规整性降低又会使玻璃化温度及熔融温度下降）
高分子材料学习培训课件-聚丙烯.ppt
表 PP均聚物和PP共聚物的性能比较
3．填充和增强PP 4．茂金属PP
§2.3 PP的成型加工
2.3.1 加工性能 （1）PP熔体的流动性好，成型加工性能良好 （2）吸湿性小，成型前不需对粒料进行干燥 （3）无需太高的成型压力，易成型出薄壁长流程制 品 （4）熔体具有较明显的非牛顿性，粘度对剪切速率 和温度都较敏感 （5）具有结晶性，收缩率较大，有明显的后收缩 性，工艺参数对制品结晶度影响较大，进而影响制品 性能
（一）反应原理 阴离子型定向配位聚合
（齐—纳催化剂：TiCl3 + Al(C2H5 )3或AlCl(C2H5)2) （二）实施方法
1．浆液法（淤浆法）
（催化剂：石脑油=10：90）
（80~85%）
2．液态本体聚合 3．气相聚合
★ §2.2 结构与性能
2.2.1 PP结构
1．PP化学结构
PP为线型碳氢聚合物、非极性聚合物。 侧甲基的存在使PP主链略显僵硬，分子 的对称性降低。前者使其Tg和Tm升高，后者 使其下降，但由于使用齐格勒-纳塔催化剂可 制得高度规整性的PP，因而二者的净效应使 PP的Tg和Tm升高。
（2）光稳定性 PP光稳定性较差，户外使用需加稳定化
助剂。为提高PP和PE的光稳定性和抗热氧 老化能力，最常用的方法是添加抗氧剂和光
稳定剂。
（3）耐化学药品性 化学稳定性较优，但PP中有叔碳原子，更容易被氧化 性化学药品侵蚀。对发烟硫酸、浓硝酸和次磺酸在室温 下不稳定，对次氯酸盐、过氧化氢、铬酸等浓度较小、 温度较低时才稳定。但芳烃和氯代烃在80℃以上使它溶 解，酯类和醚类对它侵蚀。溶解、溶胀性与PE相似。 （4）燃烧性能 PP极易燃烧，有限氧指数为17.4。 （5）卫生性 属安全的树脂品种，加入助剂影响卫生性。
聚丙烯介绍课件ppt
2021/3/10
38
4、其 他 部 分
是否脱 活 干燥
丙烯回 收
Spheripol
是
用热氮气干 燥 采用两个洗 涤塔回收
Innoven e
是
Chisso
是
Borstar
是
氮气脱除残 氮 气 脱 除
有
余气体
残余气体
膜回收
膜回收 洗涤塔回收
Novolen
是
氮气脱除残余 气体 膜回收
挤压造 有 粒 控制系 DCS 统
SPHREIPOL工艺特点
2021/3/10
28
• 利用球型催化剂控制PP的形态.
• 短停留时间，减少了过度料。
• 采用连续的预聚合和预接触来提高产品的 稳定性。
• 较高的预聚合收率(50~100g/gcat)使进入 第一反应器的催化剂颗粒强度高，不会产 生大量细粉.
• 有很高的反应器时空产率.
TiCl4/MgCl2 载体和内部 给电子体
PTK4催 化剂
活性 3035kgPP/g
＞
25-
30kgPP/g 40kgPP/g
6090kgPP/g
1520kg
PP/g
耗 0.025-0.03 量
kg/t PP
均无共均 聚规聚聚
0. 0. 0. 0. 04 03 05 03
251
无 共 0.011规 聚 0.016
• 1995年推出了第二代环管技术，就是大庆 炼化现在引进的.
2021/3/10
24
乙烯
氢气
100
催化剂
200
300
丙烯 700
600
弛放气 400
500
聚丙烯介绍幻灯片课件
聚丙烯工艺基础知识
PP工艺总体介绍
一. PP简介 二. PP的生产工艺分类 三. PP的生产工艺介绍
热
固
性
树
脂 合
成
树
脂
热
塑
性
树
脂
高性能 树脂
通用 树脂
环氧树脂 酚醛树脂
不饱和聚酯树脂等
功能性树脂等 聚烯烃
五大通用塑料
PE PP PVC PS ABS
聚丙烯的物理性质
•聚丙烯是结晶性高聚物，有着质轻价廉、无毒、无味 且机械强度高等优点。
多相共聚物的生产
• 采用气相法生产多相共聚物是各工艺技术 普遍采用的技术. 1、抗冲反应在均聚物生产后，不会在有催 化剂分布问题
2、加入的乙烯反应速度很快，反应时间 短，反应压力低。
3、无定型橡胶相是高度可溶于液相烃类单 体的。
SPHREIPOL工艺优点
• 可提供全范围的产品 • MFR范围为0.1~2000g/10min • 无规共聚物乙烯含量达4.5%，还有三元共
成本
/tPP。
形态 球形，颗粒均 颗粒大小及 球形，半径为 圆球形
匀
分布可调 30~35μm
粉粒
2、反 应 部 分
预 反聚
合
Spheripol
20℃， 3.4MPa
Innovene
---
Chisso
30~35 ℃微正压
Borstar
20~30℃ 5.0~6.0MPa
应 均 60~85℃， 70℃，
2、溶液法
也是最早的生产工艺之一.反应温度在 140度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶 液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽.
3、本体法
液相本体法 ：间歇式和连续式 间歇法:我国开发的小本体聚合工艺. 连续法:以BASELL的SPHREIPOL工艺为
PP工艺总体介绍
一. PP简介 二. PP的生产工艺分类 三. PP的生产工艺介绍
热
固
性
树
脂 合
成
树
脂
热
塑
性
树
脂
高性能 树脂
通用 树脂
环氧树脂 酚醛树脂
不饱和聚酯树脂等
功能性树脂等 聚烯烃
五大通用塑料
PE PP PVC PS ABS
聚丙烯的物理性质
•聚丙烯是结晶性高聚物，有着质轻价廉、无毒、无味 且机械强度高等优点。
多相共聚物的生产
• 采用气相法生产多相共聚物是各工艺技术 普遍采用的技术. 1、抗冲反应在均聚物生产后，不会在有催 化剂分布问题
2、加入的乙烯反应速度很快，反应时间 短，反应压力低。
3、无定型橡胶相是高度可溶于液相烃类单 体的。
SPHREIPOL工艺优点
• 可提供全范围的产品 • MFR范围为0.1~2000g/10min • 无规共聚物乙烯含量达4.5%，还有三元共
成本
/tPP。
形态 球形，颗粒均 颗粒大小及 球形，半径为 圆球形
匀
分布可调 30~35μm
粉粒
2、反 应 部 分
预 反聚
合
Spheripol
20℃， 3.4MPa
Innovene
---
Chisso
30~35 ℃微正压
Borstar
20~30℃ 5.0~6.0MPa
应 均 60~85℃， 70℃，
2、溶液法
也是最早的生产工艺之一.反应温度在 140度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶 液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽.
3、本体法
液相本体法 ：间歇式和连续式 间歇法:我国开发的小本体聚合工艺. 连续法:以BASELL的SPHREIPOL工艺为
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• 学会调试和使用偏光显微镜
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。
• 偏振光的光矢量振动方向和传播方向所 构成的面称为振动面。
• 自然光通过偏振棱镜或人造偏振片可获 得偏振光。利用偏光原理，可对某些物
• 主要仪器设备包括：
设备：带热台偏光显微镜1套。型号：XPR-201
偏光显微镜和带热台XPR201熔点测定仪
器材：载玻片、盖玻片若干；切刀1把；镊子1个 材料：PP注射试样，加入成核剂的PP试样
实验内容
1．聚丙烯与成核剂的混合以及试样的制备
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。
实验内容
2．聚丙烯结晶形态的分析表征
• 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； 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。
图1 XPR-201偏光显微镜
• 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0.5～ 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。
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
实验1 聚丙烯的结晶形态与性能
讲义内容
• 知识回顾 • 实验部分 • 结果与讨论 • 思考题
知识回顾
几个关键词： • 聚丙烯 • 结晶 • 形态 • 性能
知识回顾
• 聚丙烯（PP）是性能优良、应用广泛的通用塑 料，具有机械性能好、无毒等优点。
• 在实际应用中，有时需要改善PP的透明性、力 学性能（刚性和韧性）和耐热性能、缩短加工 成型周期等要求。
知识回顾
聚合物的结构·性能
• 聚合物结构可以分为5个层次 • 聚合物结构决定了性能，性能反映了结构 • 聚合物性能包含一些动态性能和静态性能 • 分子运动是联系聚合物结构、性能的纽带
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
实验结果与讨论
1. 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；
2. 讨论成核剂对结晶形态和结晶度的影响，并分析 原因；
3. 掌握聚合物的结构形态和性能的关系。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
质具有的偏光性进行观察的显微镜，就 称为偏振光显微镜。
• 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。
• 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。 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；另一个在载物台上方的 镜筒内，称为上偏光镜，它被用来检查偏光的 存在，故又称检偏镜。
• 凡装有两个偏光镜，而且使偏振光振动方向互 相垂直的一对偏光镜称为正交偏光显微镜。
• 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。正交偏光镜间无样品或有各 向同性（立方晶体）的样品时，视域完全黑 暗。
• 当有各向异性样品时，光波入射时发生双折 射，再通过偏振光的相互干涉获得结晶物的 衬度。
• 在结晶聚合物中添加结晶成核剂，通过 其异相成核作用，一方面可以提高结晶 速度，缩短成型周期；
• 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；
• 最重要的是，加入成核剂大大增加了晶 核密度，导致球晶尺寸明显降低，聚合 物的透明性得到改善。
实验材料和仪器
• 本实验使用的原材料为聚丙烯树脂和含有山梨 醇苄类成核剂的聚丙烯母粒。
• 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。
知识回顾
聚合物的结构·性能
• 按照是否能够结晶，聚合物可分为结晶型和 非晶型两种
• 聚合物的结晶过程可分为成核和晶片生长两 步
• 结晶过程中的成核又可以分为均相成核和异 相成核两种
• 聚合物结晶总速率决定于成核速率和晶片生 长速率
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。
• 偏振光的光矢量振动方向和传播方向所 构成的面称为振动面。
• 自然光通过偏振棱镜或人造偏振片可获 得偏振光。利用偏光原理，可对某些物
• 主要仪器设备包括：
设备：带热台偏光显微镜1套。型号：XPR-201
偏光显微镜和带热台XPR201熔点测定仪
器材：载玻片、盖玻片若干；切刀1把；镊子1个 材料：PP注射试样，加入成核剂的PP试样
实验内容
1．聚丙烯与成核剂的混合以及试样的制备
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。
实验内容
2．聚丙烯结晶形态的分析表征
• 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； 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。
图1 XPR-201偏光显微镜
• 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0.5～ 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。
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
实验1 聚丙烯的结晶形态与性能
讲义内容
• 知识回顾 • 实验部分 • 结果与讨论 • 思考题
知识回顾
几个关键词： • 聚丙烯 • 结晶 • 形态 • 性能
知识回顾
• 聚丙烯（PP）是性能优良、应用广泛的通用塑 料，具有机械性能好、无毒等优点。
• 在实际应用中，有时需要改善PP的透明性、力 学性能（刚性和韧性）和耐热性能、缩短加工 成型周期等要求。
知识回顾
聚合物的结构·性能
• 聚合物结构可以分为5个层次 • 聚合物结构决定了性能，性能反映了结构 • 聚合物性能包含一些动态性能和静态性能 • 分子运动是联系聚合物结构、性能的纽带
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
实验结果与讨论
1. 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；
2. 讨论成核剂对结晶形态和结晶度的影响，并分析 原因；
3. 掌握聚合物的结构形态和性能的关系。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
质具有的偏光性进行观察的显微镜，就 称为偏振光显微镜。
• 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。
• 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。 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；另一个在载物台上方的 镜筒内，称为上偏光镜，它被用来检查偏光的 存在，故又称检偏镜。
• 凡装有两个偏光镜，而且使偏振光振动方向互 相垂直的一对偏光镜称为正交偏光显微镜。
• 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。正交偏光镜间无样品或有各 向同性（立方晶体）的样品时，视域完全黑 暗。
• 当有各向异性样品时，光波入射时发生双折 射，再通过偏振光的相互干涉获得结晶物的 衬度。
• 在结晶聚合物中添加结晶成核剂，通过 其异相成核作用，一方面可以提高结晶 速度，缩短成型周期；
• 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；
• 最重要的是，加入成核剂大大增加了晶 核密度，导致球晶尺寸明显降低，聚合 物的透明性得到改善。
实验材料和仪器
• 本实验使用的原材料为聚丙烯树脂和含有山梨 醇苄类成核剂的聚丙烯母粒。
• 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。
知识回顾
聚合物的结构·性能
• 按照是否能够结晶，聚合物可分为结晶型和 非晶型两种
• 聚合物的结晶过程可分为成核和晶片生长两 步
• 结晶过程中的成核又可以分为均相成核和异 相成核两种
• 聚合物结晶总速率决定于成核速率和晶片生 长速率