成核剂改性PLA/PP共混物的结晶性能研究文献综述

 2021-09-25 08:09

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1.前言

聚丙烯(PP)是一种结构规整的结晶性聚合物,为白色颗粒、无味、无毒、质轻的热塑性树脂,具备易加工、冲击强度、挠曲性以及电绝缘性好等优点,在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材以及家具等方面具有广泛的应用。近十年,我国PP消费量以年均17.59%的速度增长,大大超过了世界平均增长水平。旺盛的市场需求也催生了PP产能和产量的快速增长。在五大通用塑料中,产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯,国内消费量仅次于聚乙烯列第二位。

尽管PP有众多的优点,但是,PP也存在一些不足之处。最大缺点是耐寒性差,低温易脆断;其次是收缩率大,抗蠕变性差,制品尺寸稳定性差,耐光、热及抗老性差,亲水及抗静电能差,涂布、着色和粘合等二次加工性差,与其它极性聚合物和无极填料的相容性差。从而限制了PP的进一步应用。为了改进PP的性能,延长其使用寿命并扩大应用范围,需对PP进行改性[1]。

由于PP是结晶性聚合物,在熔融冷却过程中会形成较大的球晶。球晶之间往往有比较明显的界面,当材料形变时,由外力引起的裂纹很容易沿着这些界面扩展,使材料发生脆性断裂。所以PP的性能与结晶度、结晶形态有着密切关系[2]。结晶度低的PP熔点、硬度、刚性都很低;当PP结晶度达到70%时,其耐热性、拉伸强度与刚性等均有显著提高。若球晶粗而疏,则性脆且制品不透明;若球晶细而密,则能明显改善这两方面的缺点。因此,可用改变PP结晶度的方法改善其性能[3]。由于PP熔体的结晶速度相对较慢,易形成较大的球晶,得到的制品不仅光泽度和透明性差,而且存在着应力开裂、冲击性能较差及加工成型收缩率较大等方面的缺点,限制了它的进一步应用.通过添加成核剂的方法对PP结晶过程及晶态结构进行改性是提高PP性能的一种重要方法[4]。成核剂对PP的结晶行为有明显影响,通常是PP的结晶温度提高,结晶度增大,结晶速率加快。通过添加不同类型的成核剂可以诱导PP产生不同类型的晶型,而结晶形态的改变则是决定PP宏观性能的内在原因之一。PP的晶型有α、β、γ、δ和拟六方态5种,其中α晶型为最常见于稳定,在通常的加工条件下,由熔体自然冷却的均相结晶为α晶型。Β晶型次之,只有在特定的结晶条件下或在β晶型成核剂诱发下才能获得。Γ晶型最不稳定,可以再降解过程中、低分子量和高压条件下获得,目前尚无有效的获得方法和实用价值。而更普遍的情况是常规的PP树脂由α晶型和β晶型共混构成,只是α晶型的相对含量较高而已。添加成核剂对PP结晶过程和结晶形态的影响如下:

(1)加快结晶速率提高结晶度

(2)形成较为均一的球晶结构

(3)球晶的尺寸细化,并且不同的成核剂对于PP球晶尺寸的降低幅度不同

(4)表面与内部的结晶差距减小

(5)使外界条件对结晶的影响程度较小

通过成核剂调控PP的结晶行为和形态,从而改善PP性能,创造高性能的PP产品

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