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1、β晶型成核劑對(duì)PP性能和結(jié)晶過(guò)程的影響合成樹脂新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用專欄合成樹脂及塑料,2007,24(5):43CHINASYNTHEnCRESINANDPLnCSl3;晶型成核劑對(duì)PP性能和結(jié)晶過(guò)程的影響張昱坊張師軍(中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院,北京,100013)摘要:研究了13晶型成核劑及其含量對(duì)聚丙烯(PP)材料力學(xué)性能的影響.考察了不同注塑溫度下材料的性能和結(jié)晶性能.添加成核劑后,PP晶型由a晶型轉(zhuǎn)變?yōu)?3晶型,材料韌性和耐熱性大幅提高.加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的成核劑使PP懸臂梁沖擊強(qiáng)度提高了近6倍,熱變形溫度提高了10℃,材
2、料性能和結(jié)晶過(guò)程強(qiáng)烈地依賴于加工條件.注塑溫度僅改變40℃左右.材料簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度和13晶型含量卻提高了2倍多.關(guān)鍵詞:聚丙烯13晶型成核劑增韌注塑溫度中圖分類號(hào):TQ325.1+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1002—139612007)05—0043—04聚丙烯(PP)是多晶型聚合物,可以結(jié)晶成d,B,^y等晶型.其中,以d晶型最為常見,B晶型是一類熱力學(xué)上亞穩(wěn)態(tài),動(dòng)力學(xué)上不利生成的晶型.同d晶型PP相比,B晶型PP室溫和低溫沖擊強(qiáng)度較好,熱變形溫度高,在高速拉伸下表現(xiàn)出較高的韌性和延展性,不易脆裂【.目前,通過(guò)B晶型成核劑誘導(dǎo)PP結(jié)晶是制備B晶
3、型PP最有效的方法.本工作研究了成核劑含量和注塑溫度對(duì)B晶型PP力學(xué)性能及熱變形溫度的影響.并對(duì)其結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行探討.l實(shí)驗(yàn)部分1.1原料均聚聚丙烯,PP-H,粉料,中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院生產(chǎn).p晶型成核劑,山西化工研究院生產(chǎn).抗氧劑,1010,168;潤(rùn)滑劑,聚乙烯蠟,均為市售.1.2儀器與設(shè)備ZSK25型雙螺桿擠出機(jī),德國(guó)W&P公司生產(chǎn);HT125型注塑機(jī),寧波海天機(jī)械制造有限公司生產(chǎn);GH一100型高速混合機(jī),北京塑料機(jī)械廠生產(chǎn);XJU一22型懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī),xJJ一5型簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī),均為承德試驗(yàn)機(jī)有限公司生產(chǎn);
4、ZWK一6型微機(jī)控制熱變形維卡軟化試驗(yàn)機(jī),CMT一6104型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),均為深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司生產(chǎn);差示掃描量熱儀,美國(guó)PerkinElmer公司生產(chǎn);XPertMPD型廣角X射線衍射儀,荷蘭Phillps公司生產(chǎn).l-3試樣制備和測(cè)試按配方準(zhǔn)確稱取各組分,在高速攪拌機(jī)中混合均勻,于設(shè)定參數(shù)下擠出造粒.粒料干燥后,在設(shè)定參數(shù)下注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣.抗氧劑和潤(rùn)滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不超過(guò)0.6%.拉伸性能按照ASTMD638--2003測(cè)試,彎曲性能按照AsTMD790__2003測(cè)試,懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按照ASTMD256--2006測(cè)試
5、,筒支梁缺口沖擊強(qiáng)度按ISO179:2006測(cè)試,熱變形溫度按照ASTMD648--2006測(cè)試.廣角X射線衍射(WAXD)分析采用Cu靶,K源,d輻射,波長(zhǎng)為0.15405nm,激發(fā)電壓為40kV,激發(fā)電流為40mA.2結(jié)果與討論2.1成核劑用量對(duì)試樣性能的影響由圖1可見,隨成核劑用量增加,材料懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度和簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度均先增大后減小,在成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.08%時(shí)達(dá)最大值.由圖2可見,隨成核劑用量增加,材料拉伸強(qiáng)度先減小后增大,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%時(shí)達(dá)最小值,材料斷裂伸長(zhǎng)率則先逐漸增大,在成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.053%～0.080%
6、保持在較高范圍,隨后減小.收稿日期:2007—05—16;修回日期:2007—06—15.作者簡(jiǎn)介:張昱士士,1981年生,在讀碩士研究生,研究方向?yàn)楦叻肿硬牧霞庸ず透男?聯(lián)系電話:(010)59202736;E-mail:zhangyzh316@163.tom.合成樹脂及塑料2007年第24卷,'目●疆斗甘量Ⅱ卷媒缸曦8晶型成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù).%圖1成核劑用量對(duì)材料缺口沖擊強(qiáng)度的影響Fig.1EffectofBnucleatordosageonnotchedimpactstrengthofthePPresinl羞B晶型成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù),%圖2成核劑用
7、量對(duì)材料拉伸性能的影響Fig.2EffectofBnucleatordosageontensileproperties0ftllePPresin由圖3看出,隨成核劑用量增加,材料彎曲強(qiáng)度和彎曲模量先下降,在成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.053%一0.080%時(shí),維持在較低范圍,隨后逐漸增大.重囂量爨囂B晶型成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù),%圖3成核劑用量對(duì)材料彎曲性能的影響Fig.3EffectofBnucleatordosageonflexuralpropertiesofthePPresin由圖4可見,隨成核劑含量增加,材料熱變形溫度逐漸升高.綜合來(lái)看,改性前后材料的抗沖
8、擊性能.斷裂伸長(zhǎng)率和熱變形溫度變化最明顯.成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.O8%時(shí)的材料同未添加成核劑的PP相比.懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度增加了5.8倍,
