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聚丙烯(Polypropylene,PP)的价格低廉和综合性能好,并以6-7%/年的速率增长,成为国内外发展最快的商用热塑性塑料之一。由于PP低温韧性较低,极大地限制其进一步应用,PP增韧改性一直成为国内外研究的热点之一。PP常见的晶型结构有α、β、γ晶型,β晶型PP的韧性较高。控制PP晶型结构(增加PP中β晶型的含量)来增韧PP是一种简单、常见和高效的方法,β成核剂能有效增加PP中β晶型的含量。同时,工艺条件对β晶型PP的形成也很重要。本文考察均聚和共聚PP的热性能,通过对比筛选出性能较好两种PP;采用一种新型的成核剂(β-NA)来改性均聚PP(T30S)和共聚PP(EPC30R),考察了β-NA对均聚和共聚结晶行为和力学性能的影响,并分析了热处理工艺对均聚和共聚PP力学性能的影响;选用GF、Talc、CaCO3三种填料分别与PP和β-NA制备了三元复合体系,考察了填料对β-NA成核行为的影响。本实验综合运用变温傅里叶红外分析仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射仪(WXRD)、热失重分析仪(TG)等检测手段,对各项性能进行测试。得到的结论如下:1. DSC测试考察了均聚和共聚PP的熔融行为,发现热处理不会改变PP的晶型结构,PP的熔融峰随热处理温度变化有显著的影响。PP的结晶度随着热处理温度(Tr)升高先增加后降低。变温FTIR分析知PP的特征结晶吸收带(1167cm-1)的频率随温度的升高向低频方向移动。PP的收缩率(S)随着Tr升高先增加,当Tr达到110℃后趋于稳定。2.采用DSC、POM、SEM、WXRD四种测试方法考察了β-NA对均聚和共聚PP的结晶性能的影响,加入0.3%的β-NA,均聚和共聚PP生成了大量的晶型结构的PP。DSC曲线上的熔融峰出现了双峰,并在155℃出现了β晶型熔融峰;WXRD谱图在衍射角为15.9°,晶面指数为(300),出现很强的β晶型衍射峰;刻蚀掉PP的非晶相,加入β-NA试样的SEM照片中晶体的形貌特征呈放射状,典型的β晶型PP的形貌;POM照片中纯PP晶型是球晶,出现典型的黑十字消光现象,加入β-NA试样出现了针叶状的晶体形貌。3.加入β-NA和采用热处理工艺均能有效的提高PP的韧性。力学性能测试结果表明PP的拉伸性能和弯曲性能随着Tr升高呈现先增加后降低的趋势,均聚PP冲击强度随Tr的升高相应的降低,共聚PP随Tr升高相应的升高。加入0.3%的β-NA,均聚和共聚PP的拉伸性能会有小幅度的降低,而均聚T30S的冲击强度由9.5升高到18.5kJ/m2,共聚EPC30R的冲击强度由13.9升高至19.9kJ/m2,且断裂伸长率均成倍的增加,当PP在110℃恒温热处理1h,PP/β-NA的综合力学性能较好。4.填料和β-NA共存在PP中,两种组分对PP的作用效果是相反的,填料和β-NA存在一种竞争的关系。填料的含量低于15%时,β-NA成核增韧作用占主导地位;填料的含量超过15%,材料的冲击韧性急剧下降,填料增强占主导地位,β-NA的增韧效果作用被填料掩饰。当含量填料含量在5-10%,综合力学性能较好。