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α、β成核-iPP共混制备透明聚丙烯及其性能和结构研究

王正有

  目前大多采用透明聚丙烯专用料,因其缺口冲击韧性差,不能直接用于制备医用器械。本文以普通均聚聚丙烯为原料,通过添加α成核剂、β成核剂或POE进行增透与增韧改性,研究制备具有满足性能要求的医用透明聚丙烯。通过工艺的探索和对性能的表征,寻求最佳的配方和工艺条件。 用双螺杆挤出机对不同含量ZC-2型α成核剂与聚丙烯进行熔融共混制备透明聚丙烯,考察了α成核剂添加量对透明聚丙烯样品的透光率、拉伸性能和断裂强度的影响。PLM观察和DSC分析揭示了α成核剂能够加速聚丙烯的结晶,随α成核剂含量由0.1%增加到0.4%时,聚丙烯球晶尺寸明显依次减小,且结晶度明显依次递增,因此α成核剂可以有效地增加聚丙烯的透光率、刚性和拉伸强度。但是由于样品结晶度明显增加,成为导致冲击性能较为明显减弱的主要原因,特别是当α成核剂含量为0.4%时其冲击强度降低到纯聚丙烯的45.3%。 在选择190℃、210℃和230℃共混温度条件下,对0.4%α成核剂与聚丙烯双螺杆挤出机共混制备的透明聚丙烯的透光率、拉伸性能和冲击韧性进行了考察,结果显示:当挤出温度为230℃时可以获得透光率最佳的样品,这是由于温度高时α成核剂溶解度越大,成核密度变大,晶体尺寸减小所致;虽然拉伸强度有所提高,但静态和动态断裂韧性均有所降低。因此本文分别考虑了采用β成核剂和POE对PA4进行增韧探索。 本文还考察了β成核剂对与其挤出熔融共混聚丙烯的增韧改性影响,在β成核剂含量为0.1%时,样品PB1的常温和低温冲击强度均可达到最佳值,但β成核剂含量高于0.1%之后聚丙稀样品冲击强度开始下降。晶体结构与晶体形态分析揭示了改性聚丙烯含有β晶和α晶,所以被增韧。并且随β成核剂含量的增加,β晶尺寸趋于减小,总结晶度、β结晶度均呈递增趋势。后面三个因素可能成为导致断裂伸长率和冲击韧性明显减小的原因。 在聚丙烯中同时添加0.4%α成核剂与0.1%β成核剂之后,分别采用一步法和两步法进行熔融共混制得PAB1和PAB2。PLM、WAXD和DSC分析揭示了它们都含有β晶和α晶,且α晶均多于β晶。PAB1和PAB2中由于α晶的存在均具有较好的透光率,同时由于β晶的出现均具有较好的冲击韧性,说明α成核剂和β成核剂对聚丙烯性能的改性具有协同作用。PLM、WAXD和DSC微观分析同时表明:PAB1的晶体尺寸大于PAB2,β晶含量也大于PAB2,使得PAB1比PAB2具有较好的韧性;而PAB2中晶体尺寸小于PAB1,α晶含量大于PAB1,使得PAB2比PAB2具有较好的透光性,说明一步法制备试样时更有利于β结晶,而两步法制备试样时更有利于α结晶。 POE改性含0.4%α成核剂的PA4时,结果表明:改性PA4的透光率随POE含量增加而明显递减,且低于PABl和PABl;但其常温和低温冲击强度有明显增加,在POE含量为20%时试样冲击强度达到3.32KJ/m~2,是PA4的3.3倍。……   
[关键词]:聚丙烯;α成核剂;β成核剂;POE;透光率;冲击强度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西华大学2011年
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