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本文选择无规聚苯乙烯(aPS)、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈—苯乙烯共聚物(AS)与β—成核PP共混;丙烯酸(AA)、马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)用作β—成核PP/苯乙烯系聚合物共混物的反应性单体,以聚丙烯接枝马来酸酐(PP—g—MA)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(PP—g—GMA)、EVA—g—MA(乙烯—醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐)和乙烯—辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE—g—MA)作为β—成核PP/苯乙烯系聚合物共混物相容剂,用熔融法制备了β—成核PP/苯乙烯系聚合物共混物以及反应性单体改性和相容剂改性β—成核PP/苯乙烯系聚合物共混物。
本文用差示扫描量热仪(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、偏光显微镜(POM)等多种手段研究了不同苯乙烯系聚合物及含量、结晶温度(Tc)与降温速率等对β—成核PP结晶行为、熔融特性、晶型、非等温结晶和等温结晶动力学等的影响;并研究了反应性单体、相容剂的种类及含量对β—成核PP/苯乙烯系聚合物共混物结晶行为、熔融特性与晶型的影响。主要研究结果如下:
(1)一步法与二步法都可以制备高含量β—晶的PP/苯乙烯系聚合物共混物,但一步法制备β—成核PP/苯乙烯系聚合物的结晶温度和β—晶含量高于二步法。随着苯乙烯系聚合物含量增加,共混物中PP结晶温度稍有下降,尤其是ABS,但对PP的β—晶含量影响不大。
(2)β—PP/苯乙烯系聚合物共混物中ABS分散性相对AS、aPS好。共混物中球晶的完善程度与苯乙烯系聚合物的含量相关,当aPS和AS含量较低,对共混物生成完善的球晶影响不大,当aPS和AS含量较高时,分散相的空间位阻效应影响了球晶的生长,无法生成完善的球晶。而ABS在低含量时共混物也能形成较为完善的球晶;但含量较高时,由于分散性较好,对共混物形成完善球晶产生更为不利的影响。
(3)反应性单体改性β—PP/aPS共混物,增容效果苯乙烯>丙烯酸>马来酸酐。苯乙烯含量增加有利于共混物生成β—晶,而丙烯酸含量增加的不利于共混物中的PP生成β—晶,马来酸酐在低含量时促进β—PP/aPS共混物β—晶含量升高,而在高含量时(1phr和2phr)阻碍共混物中的PP生成β—晶。对于相容剂改性β—PP/aPS共混物,加入PP—g—MA、PP—g—GMA和EVA—g—MA对β—成核PP共混物形成β—晶能力影响不大,但加入POE—g—MAH导致β—成核PP共混物中PP不能形成β—晶。
(4)在等温结晶过程,苯乙烯系聚合物会延长β—PP的结晶诱导期,降低β—PP的结晶速率,虽然β—PP/aPS、β—PP/ABS和β—PP/AS这三种共混物k和τ1/2值相差不大,但还是可以看出降低β—PP结晶速率的影响为ABS>aPS>AS。
(5)刻蚀样品研究表明β—成核剂在共混过程中向苯乙烯系聚合物(ABS,AS)相中扩散,导致β—成核剂的β—成核效率降低。