聚苯硫醚-聚丙烯原位微纖化共混物結(jié)構(gòu)、形態(tài)與性能.pdf

1、本工作為國家自然科學(xué)基金項目(50103007)的子課題。通過“熔融擠出-熱拉伸-淬冷”的方法制備了聚苯硫醚(PPS)/等規(guī)聚丙烯(iPP)原位微纖化共混物(MRB)，較為系統(tǒng)的研究了PPS/iPP微纖化共混物的形態(tài)、結(jié)晶性能、流變性能、力學(xué)性能及其影響因素。主要研究結(jié)果如下： 1)本論文通過“熔融擠出-熱拉伸-淬冷”的方法成功制得PPS/iPP原位微纖化共混物，PPS在體系中形成較好的微纖形態(tài)，微纖的特性，例如微纖直徑及其分布

2、，主要取決于共混物的組成和熱拉伸比(HSR)；HSR一定(8.9)時，PPS含量增加，微纖最大直徑變大，但其最小直徑基本保持不變，即最小直徑與PPS含量無關(guān)；PPS含量相同時，微纖化共混物中PPS微纖的直徑與普通共混物中PPS粒子的直徑相當(dāng)，甚至大于粒子的直徑，這是PPS微纖/粒子破裂和相互聚集相競爭的結(jié)果；PPS含量一定(15wt[％])時，隨著拉伸比的增加，微纖的最大直徑先增大后減小，但其最小直徑基本保持不變。 2)對PPS

3、佃P原位微纖化共混物非等溫結(jié)晶的研究發(fā)現(xiàn)：PPS/iPP原位微纖化共混物和普通共混物中，PPS微纖/粒子可作為iPP的異相成核劑，在非等溫結(jié)晶過程中可提高iPP的起始結(jié)晶溫度，其中，PPS粒子對iPP的誘導(dǎo)作用相對PPS微纖更為顯著；對于同一材料，隨降溫速率的增加，結(jié)晶峰變寬且向低溫移動，起始結(jié)晶溫度T<,o>、最大結(jié)晶速率溫度T<,p>、最大結(jié)晶時間t<,max>和半結(jié)晶時間t<,1/2>均降低，但過冷度△T<,c>增加，這是由于較高

4、的過冷度要求聚合物在較短的時間內(nèi)完成結(jié)晶過程，然而結(jié)晶又引起更大的過冷度，此外，當(dāng)試樣快速冷卻時iPP分子運動跟不上溫度的變化；分別采用Ozawa方程和Jeziomy方程來研究iPP、PPS／iPP普通共混物和微纖化共混物的非等溫結(jié)晶動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)兩種方程均與實驗結(jié)果吻合的很好，對于Ozawa方程來說，純iPP的ln[-1n(1-X(T))]與lnR具有很好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)均大于0.95，而對于PPS／iPP普通和原位微纖化共混物，

5、二者也具有較好的線性關(guān)系，但低溫區(qū)相對高溫區(qū)線性更好。對于Jeziomy方程來說，所有曲線都由初始結(jié)晶區(qū)和二次結(jié)晶區(qū)兩部分組成。 3)對PPS／iPP原位微纖化共混物的等溫結(jié)晶研究發(fā)現(xiàn)：PPS粒子和微纖均可作為異相成核劑，誘導(dǎo)iPP基體成核，縮短誘導(dǎo)時間，生成的晶核數(shù)較純iPP多，且晶體生長速率加快，最終生成的晶體數(shù)目較多，尺寸相對較?。混o態(tài)等溫結(jié)晶時，PPS微纖只能誘導(dǎo)iPP基體生成球晶，這是由于PPS微纖表面成核點較少，不能

6、在很短時間內(nèi)誘導(dǎo)生成大量的晶核，因而不能誘導(dǎo)橫晶的生成；微纖化共混物在較低的溫度下等溫結(jié)晶時，與高溫等溫結(jié)晶相比較，誘導(dǎo)時間較短，生成的晶核數(shù)較多，晶體生長速率較快且最終生成的晶體尺寸也較?。辉诘葴亟Y(jié)晶過程中施加剪切，會改變誘導(dǎo)的晶核類型和最終生成的晶體形態(tài)，勻速剪切條件下，微纖化共混物有明顯的纖維狀晶核誘導(dǎo)生成，且最終生成纖維狀或柱狀晶體，而振蕩剪切條件下，微纖化共混物只生成了球晶，iPP和普通共混物體系則生成了纖維狀晶體，這是由于剪

7、切條件下共混物體系的等溫結(jié)晶過程存在兩種作用，一是纖維的存在對iPP分子鏈取向有阻礙作用，另一方面剪切會使纖維與基體界面產(chǎn)生應(yīng)力，從而降低基體的結(jié)晶位壘；WAXD測試表明，在勻速剪切條件下，iPP和普通共混物體系均有β晶生成，但微纖化共混物體系中纖維的存在會抑制β晶生成；DSC測試結(jié)果顯示三種材料在勻速剪切后其熔融溫度均有提高，但普通共混物的熔融溫度提高最顯著。 4)對PPS／iPP原位微纖化共混物的流變性能研究發(fā)現(xiàn)：HSR一

8、定時(HSR=8.9)，隨著PPS含量的增加，微纖的數(shù)目增多，從而共混物體系的表觀黏度增大，但微纖含量較少(5 wtO)時，微纖化共混物的表觀黏度與純iPP相差不大；HSR對原位微纖化共混物體系的表觀黏度影響較小，不同HSR的微纖化共混物其表觀黏度相差不大，且與未拉伸的普通共混物相近。 5)對PPS／iPP原位微纖化共混物的力學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn)：PPS／iPP原位微纖化共混物在PPS和iPP的熔融溫度之間的溫度(190℃)進