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本文主要考察了聚丙烯的三种新型增韧体系:β成核剂增韧聚丙烯体系,高全同聚丁烯-1增韧聚丙烯体系,β成核剂和高全同聚丁烯-1同时增韧聚丙烯体系。并用两种模型对釜内增韧PP橡胶组分(乙丙共聚物)13C-NMR谱数据进行分析比较。
(1)考察了β成核剂对聚丙烯结构和性能的影响。用偏光显微镜和广角X射线衍射法(WAXD)对聚丙烯结晶形态和结晶行为进行了研究。发现当β成核剂的含量在0.05phr时,冲击强度达到最大值,而拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、维卡软化温度达到最小值。当β成核剂含量为0.05phr以下时,随着β成核剂含量增加,PP中β晶结晶度大幅度上升,同时α晶结晶度大幅度下降。增加β成核剂用量至大于0.1phr时,β晶结晶度略为下降,而α晶结晶度上升,但总结晶度随着β成核剂含量增加呈现上升趋势。
(2)考察了高全同聚丁烯-1的用量对聚丙烯力学性能和结晶行为的影响。随着高全同聚丁烯-1用量的增加,共混体系拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和硬度均呈下降的趋势;而断裂伸长率呈现先上升后下降的趋势,在高全同聚丁烯-1含量为20%(质量比)时出现最大值:冲击强度呈上升的趋势。在共混物中,高全同聚丁烯-1对聚丙烯熔体结晶具有一定的阻碍作用;当聚丙烯含量较多时,对高全同聚丁烯-1熔体结晶以阻碍作用为主,当聚丙烯含量较少时,对高全同聚丁烯-1熔体结晶主要以促进作用为主。
(3)考察了β成核剂对高全聚丁烯-1/聚丙烯共混体系的影响。发现加β成核剂的高全聚丁烯-1/聚丙烯共混体系与不加β成核剂的相比,随着高全同聚丁烯-1含量的增加,共混体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量下降更明显,冲击强度,在高全同聚丁烯-1用量超过20%时,出现脆韧转变;而未加β成核剂的高全聚丁烯-1/聚丙烯共混体系,在高全同聚丁烯-1用量超过40%时,出现脆韧转变。用偏光显微镜和DSC对高全同聚丁烯-1/聚丙烯共混体系的结晶形态和结晶行为进行分析,发现在高全同聚丁烯-1含量相同时,加入β成核剂后,球晶明显被细化。
(4)用Bernoullian模型和Markov模型统计公式对10组釜内增韧PP橡胶组分(乙丙共聚物)13C-NMR谱数据进行分析比较,由其所得方差值可知,所有样品中的橡胶组分数据均不符合Bernoullian模型,而符合一级Markov模型;然后用Markov模型的统计公式计算,画出共聚物乙烯、丙烯的数量和重量分布曲线,可直观地比较各样品的组成分布;同时定量给出共聚物数均和重均链段长度、链段分布指数及长链段的含量。