在加工流動場和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）微纖共同作用下等規(guī)聚丙烯（iPP）的結(jié)晶形態(tài)和性能.pdf

1、本課題受到國家自然科學(xué)儀器基金(50527301)的資助，屬于基礎(chǔ)研究課題。本課題通過“熔融擠出-熱拉伸-淬冷”工藝制備了(聚對苯二甲酸乙二醇酯)PET/(等規(guī)聚丙烯)iPP微纖化共混物，采用動態(tài)保壓注塑成型制備了相應(yīng)的注塑試樣，研究了加工流動場和PET微纖作用下iPP結(jié)晶形態(tài)和性能。主要研究結(jié)果如下： 1)通過“熔融擠出-熱拉伸-淬冷”工藝，PET分散相粒子形成良好的微纖，且隨熱拉伸比增大，PET微纖直徑更均勻、尺寸更?。粺崂?/p>

2、伸比很低時，PET分散相除形成微纖外，還形成片狀結(jié)構(gòu)。 2)iPP動態(tài)保壓注塑試樣的內(nèi)部形成了纖維狀晶體形態(tài)，而普通注塑試樣主要形成球晶結(jié)構(gòu)。iPP注塑制品皮層形成沿流動方向取向的晶片(shish晶誘導(dǎo)的kebab晶)。shish-kebab結(jié)構(gòu)在生成過程中受到更大的拉伸作用，晶片間距更大，導(dǎo)致iPP長周期明顯增加。在iPP熔體中施加動態(tài)剪切力，注塑試樣內(nèi)部也存在較高的剪切速率，其相應(yīng)試樣內(nèi)部區(qū)域也形成了shish-kebalb

3、結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致試樣內(nèi)部iPP晶片取向度以及長周期明顯增加。 3)對于PET/iPP共混物動態(tài)保壓注塑試樣，動態(tài)剪切力是影響kebab晶分布主導(dǎo)因素，PET分散相的作用較小。在動態(tài)注塑試樣中，各層的晶片取向程度變化不大。PET的異相成核作用不能引起iPP晶片長周期的變化，但PET的存在將降低剪切速率，使shish-kebab結(jié)構(gòu)的數(shù)量和尺寸減小，從而導(dǎo)致iPP晶片長周期降低。在PET/iPP熔體流動過程中，PET微纖化網(wǎng)絡(luò)可以起到重新

4、分配流場和起到異相成核的作用，這有利于iPP分子鏈取向在注塑制品中的分布更加均勻。 4)對于普通注塑iPP純樣，中間層具有一定剪切速率，將形成α晶型的排核，在T<,αβ>-T<,βα>(約140-105℃)溫度范圍內(nèi)，將發(fā)生α-β晶轉(zhuǎn)變，由于中間層冷卻速率較慢，β晶有充足時間充分生長，因此β晶在中間層含量較多，對于動態(tài)保壓注塑iPP純樣，由于動態(tài)剪切力可以作用到芯層iPP熔體，因此β晶也可以在芯層充分生長。PET分散相的異相成核

5、作用抑制β晶的生長。 5)動態(tài)注塑明顯提高iPP分子鏈的取向(形成了shish-kebab晶)，導(dǎo)致晶片間的連接分子增加，有效地提高了材料拉伸強(qiáng)度，因此，無論iPP純樣還是PET/iPP共混物，動態(tài)保壓注塑試樣的拉伸強(qiáng)度明顯高于普通注塑試樣。然而，制品內(nèi)部高的分子鏈取向會導(dǎo)致儲能模量(E’)下降，不利于熱變形溫度的提高，PET分散相與材料E’不存在明顯的關(guān)系。 6)與普通球晶晶片相比，shish晶和kebab晶具有更高的

6、熔點(diǎn)，導(dǎo)致皮層具有更高的晶體熔融峰以及熔融結(jié)束溫度。動態(tài)保壓注塑導(dǎo)致試樣內(nèi)部也形成了shish-kebab結(jié)構(gòu)，在動態(tài)注塑試樣芯層區(qū)域也具有較高的熔融結(jié)束溫度，由于芯層相對較低的剪切速率以及冷卻速率，形成的shish-kebab結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性低，導(dǎo)致晶體熔融峰并沒有明顯的提高，PET微纖體系粘度提高，降低剪切速率，晶體熔融峰提高不明顯。 7)iPP取向熔體結(jié)晶將形成纖維狀晶體，該晶體由大量shish-kebab結(jié)構(gòu)組成，而不是單純

7、的shish-kebab結(jié)構(gòu)。在取向的iPP熔體中，大量的排核(row-nuclei)通過iPP分子鏈纏結(jié)連接在一起，同時誘導(dǎo)shish-kebab結(jié)構(gòu)，構(gòu)成長度很長(幾百個微米)的纖維狀晶體。 8)在PET微纖網(wǎng)絡(luò)的存在下，排核誘導(dǎo)shish-kebab晶仍然占主導(dǎo)因素。但PET微纖也具有一定誘導(dǎo)取向iPP分子鏈結(jié)晶的能力。在PET/iPP微纖化共混物低溫退火非等溫結(jié)晶過程中(iPP分子鏈保持一定取向)，PET微纖網(wǎng)絡(luò)使iPP