拉伸過程中β-iPP的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的研究.pdf

1、使用性能是以材料為主要特征的高分子科學(xué)價(jià)值的重要體現(xiàn)形式，高分子材料尤其是結(jié)晶高分子材料的性能取決于它們的最終結(jié)構(gòu)以及形成最終結(jié)構(gòu)的加工過程，因此對高分子材料的研究多數(shù)集中在結(jié)構(gòu)和性能以及它們之間的關(guān)系方面。
　　 首先利用廣角/小角X射線散射(WAXS/SAXS)和光學(xué)顯微鏡(POM)觀測了在不同溫度等溫結(jié)晶等規(guī)聚丙烯(iPP)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，研究了成核劑TMB-5對iPP的成核能力、對樣品中β晶相含量的影響以及iPP在不同溫度下

2、等溫結(jié)晶過程中的結(jié)晶行為。WAXS結(jié)果表明TMB-5對于iPP是一種溫度依賴選擇性成核劑，如當(dāng)?shù)葴亟Y(jié)晶溫度為135℃或145℃時(shí)，只誘導(dǎo)生成β晶相或α晶相，而在140℃時(shí)同時(shí)誘導(dǎo)生成β晶相和α晶相。這種變化和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)，TMB-5的溫度依賴選擇性是由于在不同的結(jié)晶溫度下β晶相和α晶相具有不同的晶體生長速率所致。
　　 利用拉伸熱臺與同步輻射X射線散射聯(lián)用技術(shù)對β-iPP在不同溫度下(30，60，80，100和120℃)進(jìn)

3、行拉伸測試，從而研究了在不同溫度下拉伸時(shí)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了溫度與力學(xué)性能間存在定量關(guān)系。WAXS結(jié)果表明拉伸過程中β-α的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象在較高溫度下比較低溫度下明顯，因此溫度越高越有利于促進(jìn)β-α的晶相轉(zhuǎn)變。通過分析SAXS結(jié)果顯示在屈服點(diǎn)前的彈性變形階段，垂直于拉伸方向的長周期隨著應(yīng)變的增加而增大，而平行于拉伸方向的長周期基本保持不變。β晶含量高的iPP存在子母晶結(jié)構(gòu)并且符合拉伸膨脹材料的基本要求，子母晶之間的夾角為40°或140°。在拉伸

4、過程中，子母晶之間的夾角由初始夾角向90°旋轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)致樣品的側(cè)向尺寸增加。
　　 對在135℃和140℃等溫結(jié)晶后的樣品進(jìn)行不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變測試，得出拉伸溫度及晶相變化對聚丙烯材料力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在拉伸溫度較高時(shí)，相比于成核劑含量的影響，溫度對樣品屈服應(yīng)力的影響更大，對性能的影響占主導(dǎo)地位。但是iPP的屈服應(yīng)力和斷裂應(yīng)力都隨著溫度的升高而降低的變化規(guī)律與加入成核劑的量無關(guān)，而斷裂伸長率隨著拉伸溫度升高而增加