PP/EPR反应釜合金的形态及结晶动力学

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聚丙烯/乙烯丙烯无规共聚物(PP/EPR)反应釜合金优良的综合性能与其特殊的组成和微结构有十分密切的关系。本文对两种制备方法得到的PP/EPR反应釜合金(多步序贯聚合法制备的EP2.5P7.5和两步聚合法制备的EP20P60)的形态和结晶动力学进行了研究。我们采用两种热处理方法(第一种将合金直接从均相熔体冷却到结晶温度,第二种在等温结晶之前先让合金在某一温度下进行相分离),考察微结构和热处理对合金形态结构的影响。此外,我们分别改变结晶温度、相分离温度、相分离时间,进一步研究合金体系中结晶与相分离过程的相互作用。最后,我们将两类合金在辛烷中的室温可溶级份与不可溶级份分别与PP共混,对共混体系的形貌进行初步研究。本文利用DSC,SALS,POM,PCOM,SEM,WAXD,TEM,AFM对合金体系热性能、结晶形貌以及结晶动力学进行表征。研究发现,EP2.5P7.5的相分离温度比EP20P60的低。相同温度下对于EP2.5P7.5或在第二种热处理方法下的样品,相分离产生的稀相中含有较多PP,使稀相粘度增大,容易被包裹进浓相球晶中,继而由于其较强的结晶能力导致球晶内部变粗糙,越多的稀相被包裹进球晶使球晶间隙较小,甚至由许多带状结构相连;提高结晶温度和相分离温度、延长相分离时间均能使球晶内部更加粗糙,相分离过程能减小球晶线生长速率G而增大折叠表面自由能σ_e,相分离温度越高G越小σ_e越大,主要原因是相分离减小了浓相中PP含量导致其过冷程度减小;在结晶动力学部分,我们对Avrami指数、结晶速率常数、半结晶期、结晶度进行讨论,发现在相分离温度较低或相分离时间较短时,体系中相分离具有妨碍成核作用,而当相分离时间较长,相分离反而可以帮助体系成核;在反应釜合金的室温可溶与不可溶级份分别与PP共混的体系中,我们观察到了球形分散相的多层形貌,结果表明insol-EP2.5P7.5/PP体系相容性最好,sol-EP20P60/PP体系相容性最差。
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