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本论文采用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜、广角X射线衍射仪(WAXD)等测试方法研究了聚丙烯催化合金的等温及非等温结晶行为,并实时观察了其结晶过程及结晶形态。通过与纯聚丙烯的比较,探讨聚丙烯催化合金具有优异性能的原因。 在等温结晶动力学研究过程中发现,聚丙烯催化合金和纯聚丙烯的Avrami指数n值在相同的范围内变化,表明它们成核方式相同,且均为异相成核。结晶速率常数k的大小说明了聚丙烯催化合金比纯聚丙烯结晶速率快。基本的规律是,聚丙烯催化合金中乙烯含量越高,其结晶速率越大。我们认为这是由于乙烯组分的介入起到了异相成核的作用,使成核速率增大,导致整个结晶速率加快。等温结晶熔融曲线表明,在相同的结晶条件下,聚丙烯催化合金和纯聚丙烯的主熔融峰温度一致;然而,当催化合金中乙烯组分增加到一定程度时,主熔融峰前出现肩峰,并且随着结晶温度的升高,主熔融峰和肩峰均向高温偏移。 非等温结晶动力学研究发现,在冷却降温过程中,当聚丙烯催化合金中乙烯组分增大到一定程度(例PEP60),出现了聚乙烯的冷却结晶峰。在相同的降温速率条件下,聚丙烯催化合金的冷却结晶峰温度比纯聚丙烯高。非等温结晶熔融曲线说明,随着降温速率的增大、催化合金中乙烯组分的增加,聚丙烯的主熔融峰前出现一肩峰,主熔融峰的位置保持不变。与纯的聚丙烯相比,在等温及非等温结晶条件下聚丙烯催化合金的结晶度均明显偏低,但催化合金之间相差不大。 偏光显微镜观察发现,在相同的结晶过程中,聚丙烯催化合金出现球晶的时间比纯聚丙烯早,这与DSC非等温结晶结果一致。从结晶形态照片上可看出,聚丙烯球晶的数量少、尺寸大而且形态完整;而聚丙烯催化合金的球晶数量较多,尺寸较小,规整性变差,球晶形态趋于不完善。这是因为乙烯组分在聚丙烯催化合金中起到了异相成核的作用,导致结晶速率加快,晶体尺寸小而均匀。我们认为这是导致聚丙烯催化合金具有高的抗冲性能的主要因素之一。