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添加成核剂是改善聚丙烯微观结构和宏观性能的一个有效而简便的方法。α晶成核剂可大幅度提高聚丙烯的刚性,但是对聚丙烯的韧性没有改善,而β晶成核剂可大幅度提高聚丙烯的韧性,但会降低聚丙烯的刚性。因此如何实现聚丙烯的刚性和韧性之间的平衡调控不仅具有学术意义而且极具工业价值。
首先,本文合成了一种羧酸盐类β晶成核剂六氢邻苯二甲酸钡(H-Ba),并研究了其成核效果。当H-Ba添加量为0.4 wt%时,成核聚丙烯的β晶含量高达80.2%,冲击强度为117.6 J/m,比空白聚丙烯提高了2.6倍。
其次,根据成核剂诱导聚丙烯结晶温度的高低,选择了两种α成核剂(3988和NA40)和三种β成核剂(H-La、H-Ba和NABW),将每种α成核剂分别与三种β成核剂复配,考察α/β复合成核剂在聚丙烯中的成核效应。结果表明,在α/β复合成核体系中,当总添加量为0.2 wt%,二者质量比为1∶1时,复合成核剂对聚丙烯力学性能、结晶性能、微观结构以及晶体结构的影响与复合成核剂中结晶温度较高的成核剂一致。即结晶温度相对较高的成核剂在结晶过程中占据主导地位。
最后,研究了复合成核剂成核聚丙烯的非等温结晶动力学,结果表明,α/β复合成核剂成核聚丙烯的Avrami指数n与复合成核剂中结晶温度较高的成核剂一致。