液晶類成核劑的制備及其對iPP結晶結構和熱性能的影響.pdf

1、高性能聚丙烯的應用日益廣泛，研究表明，通過向聚丙烯中引入成核劑是一種簡便、有效的方法。目前，液晶類β晶成核劑的相關報道極少，隨著市場需求的擴大，開展此類成核劑的研究具有極大的科研價值和生產(chǎn)意義。
　　本論文設計并合成了三種液晶單體:4-十一烯酸-4'-戊基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M1)、4-十一烯酰氧基苯甲酸膽甾醇酯(M2)、4-戊基苯甲酸-4'丙烯酰氧基乙氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M3)。將M1、M2分別在一定條件下與PMHS((DP

2、)=35)進行了接枝聚合，得到液晶聚合物P1和P2;將M3在一定條件下進行自由基聚合，得到液晶聚合物P3。將(M1、M2、M3、P1、P2、P3)分別以不同的添加量（0～1.2wt％）與iPP在特定條件下制成共混樣品。
　　采用FT-IR、1H-NMR、POM、DSC以及TGA等儀器對所合成的中間體、單體以及聚合物的化學結構、液晶性能和熱性能進行了測試與分析;采用WAXD、POM、DSC、熔體流動速率測定儀、流變儀等儀器研究此類液

3、晶成核劑對共混樣品的結晶結構與熱性能進行測試和分析。
　　M1在升溫過程經(jīng)歷SB相、SC相、SA相以及向列相，降溫過程出現(xiàn)向列相紋影、SA相扇形、SC相破碎扇形和SB相馬賽克織構;M2在升溫過程出現(xiàn)膽甾相油絲織構，降溫過程出現(xiàn)焦錐織構;M3在升溫過程出現(xiàn)向列相絲狀織構，降溫過程出現(xiàn)扇形織構和馬賽克織構。P1與P3在升降溫均出現(xiàn)向列相織構;P2呈現(xiàn)近晶相。六種液晶成核劑在聚丙烯的主要結晶溫度區(qū)間(90～140℃)均處于液晶態(tài)，符合設

4、計要求。另外，三種聚合物的熱分解溫度分別為362.9℃、322.6℃、380.5℃，具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　WAXD分析表明:液晶成核劑M1、M2、M3、P1、P2和P3都有誘導等規(guī)聚丙烯(iPP)形成β晶的能力，它們的添加量分別為0.6wt％、0.6wt％、0.6wt％、0.8wt％、0.2wt％和0.6wt％，結晶溫度分別為120℃、130℃、125℃、120℃、120℃和120℃，結晶時間均為1h，共混體系中的Kβ最大值分

5、別為28.7％、34.5％、28.7％、47.8％、66.3％和34.0％。分析可知，P1、P2的成核能力要分別優(yōu)于其單體M1、M2，而P3的成核能力與其單體M3相差不大。
　　POM觀察發(fā)現(xiàn)，液晶成核劑的引入可以誘導出β晶，其亮度比較高，呈現(xiàn)鮮艷顏色，邊界比較模糊，以支化式生長。α球晶亮度比較暗，呈現(xiàn)黑白相間顏色，邊界比較明顯，晶束呈放射狀生長。隨溫度的不斷升高，彩色的β晶首先褪色、消光，繼續(xù)升溫黑白顏色的α晶消光。
　　

6、DSC分析可知，添加成核劑的共混體系均出現(xiàn)了β晶特征熔融峰，結晶峰溫度均向高溫區(qū)移動，提高了iPP的結晶速度和結晶溫度。
　　通過對共混樣品的MFR分析可知，發(fā)現(xiàn)隨著三種成核劑都能有效改變共混體系的流動性，P2/iPP的流動性最好。通過對流動曲線分析，發(fā)現(xiàn)在隨著剪切速率的提高，三種共混體系都具有剪切變稀現(xiàn)象，分析結果與共混體系的MFR測試分析一致。通過對剪切敏感性分析，在190℃，P1、P2可以有效改變iPP的剪切敏感性，P2/i