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摘 要

本文使用了两种种成核剂母料NT-B和NT-C制备了β晶嵌段共聚聚丙烯注射样品。根据差示扫描量热仪（DSC）分析、偏光显微镜（PLM）观察、力学性能测试重点研究添加NTB和NTC对β-PPB结晶和力学性能的影响。结果表明：β成核剂母料提高了β晶型含量，β成核剂母料大大提高了改性聚丙烯的拉伸断裂应变和悬臂梁缺口冲击强度，这两种成核剂母料成核效率NT-Cgt; NT-B。

关键词：聚丙烯 β晶型 β成核剂母料 改性 力学性能

Effect of β-Nucleating Agent on Mechanical Properties of PPB

Abstract

Injection-molded polypropylene block copolymer (β-PPB) specimens were prepared by adding three β nucleation masterbatches, i.e., NT-B and NT-C, respectively. The crystallization and mechanical properties of β-PPB specimens were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC) , polarized light microscopy(PLM) and mechanical tests. It is revealed that β crystalline form contents were enhanced by the β nucleation masterbatches. The tensile strain at break and Izod notched impact strength of PPB were greatly improved by the β nucleation masterbatches. It was found that the β nucleation efficiency was in the order: NT-C gt; NT-B.

Keywords: Polypropylene; β crystalline form; β nucleation agent; modify; Mechanical property

目 录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1基本概念 1

1.1.1 聚丙烯 1

1.1.2 嵌段共聚聚丙烯（PPB） 1

1.2 聚丙烯的分子构象和晶体结构 2

1.2.1 聚丙烯的立构规整性 3

1.2.2 聚丙烯的晶型 3

1.3.1 聚丙烯的结晶过程 5

1.3 聚丙烯的改性 5

1.3.1 物理改性 6

1.3.2 化学改性 6

1.3.3 成核剂改性 7

1.4 成核剂的种类 8

1.4.1 无机成核剂 8

1.4.2 有机成核剂 8

1.4.3 高分子成核剂 10

1.4.4 β晶型成核剂 11

1.5 研究的目的与意义 11

1.6 本课题的研究内容 12

第二章 实验部分 12

2.1 实验原料 12

2.2 仪器与设备 12

2.3 试样制备 12

2.3.1 改性聚丙烯的制备 12

2.3.2 样条的制备 13

2.3.3 结晶样品的制备 13

2.4 试样性能测试 14

2.4.1 差示扫描量热（DSC）分析 14

2.4.2 偏光显微镜（PLM）观察 14

2.4.3 力学性能测试 15

第三章 实验结果与分析 16

3.1差示扫描量热(DSC)分析 16

3.1.1 NT-B改性PPB 16

3.1.2 NT-C改性PPB 17

3.2偏光显微镜（PLM）观察 19

3.3 力学性能测试 20

3.3.1 冲击测试 20

3.3.2 拉伸测试 21

第四章 结论 23

参考文献…. 24

致谢….….….. 26

第一章 绪论

1.1 基本概念

1.1.1 聚丙烯

作为当前世界五种通用塑料之一，聚丙烯（PP）由于有广泛的原料来源、价格低廉、成型加工简便且产品综合性能较好，因此发展最为迅速。对比其它通用热塑性塑料，PP相对密度小，具有优秀的力学性能，无毒害易回收，并有出色的耐应力龟裂性和化学稳定性，再加上较低的介电率和良好的电绝缘性等优点，使PP在汽车制造、建筑、家用电器、化工轻工和包装材料等领域获得了广泛利用，并且还在不断开发应用到其它新的领域之中^[1-4]。尽管如此，PP还是存在以下突出的缺点：

（1）因为分子链中存在侧甲基，降低了分子链柔韧性，球晶颗粒较大，使其脆化温度高，成型收缩率大，缺口冲击强度低，高温刚性和透明性不足。

（2）由于是非极性聚合物，其染色性、粘结性、抗静电性和亲水性以及与极性聚合物和无机填料的相容性很差。

（3）加工成型收缩率大，其制品抗蠕变性差，易产生翘曲变形。

（4）耐光、热及抗老化性差且降解性差^[5]。

这些缺点都制约了聚丙烯的应用领域和使用寿命，因此为了改善聚丙烯的性能，对聚丙烯的改性研究显得尤为重要。当前的改性途径主要有化学改性、物理改性^[6-7]和成核剂改性等。

1.1.2 嵌段共聚聚丙烯（PPB）

嵌段共聚聚丙烯（PPB）是丙烯和乙烯通过嵌段共聚生成的，聚合方式主要包括本体法、淤浆法和气相法。

嵌段共聚聚丙烯主链上引入了乙烯链段，而当乙烯链段达到一定长度后能够单独结晶，形成所谓的软相，即橡胶相，此部分是决定PPB冲击强度的主要因素，其次是PP的分子量和PE的含量，橡胶相给材料提供了柔韧性，尤其在低温下能大幅提高其抗冲击性能，橡胶中无规度的大小取决于PE节点的数量，无规度越高，对PPB的耐冲击性能越不利。

各类聚合方式获得的PPB应用于不同领域，如表1-1所示。

表1-1 PPB聚合法及应用

PPB有范围较宽的可调节的成型收缩率，并且可以在ABS或HIPS等使用的模具上直接注塑成型而无需更换模具，在其制品表面能进行消光、珠光和直接喷涂等工艺，因此使PPB在家电和电子领域得到广泛的应用。如洗衣机的内筒、盖板、底座、涡轮都以PPB作材料。

塑料管道的主要原料包括PVC、PE、PP、ABS等，均聚聚丙烯（PPH）最早得到应用，然而其耐低温能力与抗冲击性能较差，限制了PPH的应用。因此人们逐渐研究并开发了综合性能更优异的PPB和PPR管材专用料。PPB由于其耐低温性能好、弯曲模量高、连接性能优越和成本低廉等特点，大量应用于排水管道和工业排污管道。最近将PPB及其复合物或改性材料应用于汽车保险杠成为时下的研究热点之一，同时随着对改性聚丙烯的性能要求逐步提高，人们也开始对控制聚丙烯的晶型来实现其高性能化进行更为深入的研究。

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