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?聚丙烯的結(jié)晶性

與PE一樣,工業(yè)上也習(xí)慣使用MFR間接表示注塑件加工PP的相對分子質(zhì)量,但測定條件有所不同。PP的MFR的測定條件為:溫度230℃,負(fù)荷2160g。工業(yè)上生成的PP的MFR通常為0.1-30g/10min。PP樹脂大多為乳白色粒狀物,無味、無臭、無毒,外觀與HDPE相似,但比HDPE密度低、透明性好,是常用樹脂中最輕的一種。
 
無規(guī)PP為無定形聚合物,是生產(chǎn)等規(guī)PP時的副產(chǎn)物,作為塑料的應(yīng)用價值不大,在20世紀(jì)80年代開發(fā)作為填充母粒的載體樹脂收到較好效果。PP具有很強的結(jié)晶能力,結(jié)晶速率和結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量有關(guān)。PP的等規(guī)度越高,結(jié)晶速率越大,結(jié)晶度越高;相對分子質(zhì)量越大,大分子鏈擴散越困難,結(jié)晶速率減小,結(jié)晶度趨低。通常PP的結(jié)晶度為70%左右。
 
相對分子質(zhì)量分布對PP性能的影響比較復(fù)雜。從對不同相對分子質(zhì)量PP共混物的研究結(jié)果得知:相對分子質(zhì)量分布越寬,拉伸強度和斷裂伸長率越?。幌鄬Ψ肿淤|(zhì)量分布大致相同而相對分子質(zhì)量增加時,PP的熔體流動性能變差,熔體強度增大;相對分子質(zhì)量接近而分布增寬時,熔體的流動性變化不大,但材料的力學(xué)強度降低。
 
PP的結(jié)晶度提高,拉伸強度、剛度、硬度、熔點也隨之提高。在成型加工中,PP的結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)取決于熔體的冷卻速率。從熔融狀態(tài)冷卻所形成的晶體,一般都具有球晶結(jié)構(gòu)。冷卻速率慢,結(jié)晶度高,結(jié)晶速率大,結(jié)晶度高,易于形成較大尺寸的球晶。相反則結(jié)晶度低,形成的球晶尺寸較小。大球晶使制品的剛性和耐熱性提高,但沖擊強度降低,小球晶使制品具有較好的透明性和柔軟性。
 
聚合過程中異相成核會改變結(jié)晶形態(tài),目前使用成核技術(shù)制得的透明PP品種就是因為成核劑的加入提高了結(jié)晶溫度、減小了球晶尺寸、增加了球晶數(shù)目所致。同時,由于晶體尺寸減小并趨于均勻,材料和制品的內(nèi)應(yīng)力下降,韌性提高。PP常用的成核劑有苯甲酸鈉、堿性二甲酸鋁等。
 
若甲基交替排列在由主鏈構(gòu)成的平面兩側(cè),具有間同立構(gòu)的PP稱為間規(guī)PP、當(dāng)甲基在主鏈構(gòu)成的平面兩側(cè)不規(guī)則排列時為無規(guī)立構(gòu),稱為無規(guī)PP。由于等規(guī)PP分子鏈具有高度的立構(gòu)規(guī)整性,很容易結(jié)晶,因而具有較高的力學(xué)強度,是目前工業(yè)生產(chǎn)的主要品種,產(chǎn)量占PP總產(chǎn)量的95%左右;但隨著茂金屬催化劑在PP合成中的應(yīng)用,間規(guī)PP的生產(chǎn)技術(shù)已取得一定突破,產(chǎn)品已獲得不同程度的開發(fā)和應(yīng)用。
 
由于PP的Tg低于室溫,制品在室溫下往往可繼續(xù)結(jié)晶,造成制品后收縮,這種現(xiàn)象稱為后期結(jié)晶,它在注塑加工成型后的24h內(nèi)可大部分完成。工業(yè)生產(chǎn)的PP相對分子質(zhì)量在20萬-70萬之間,隨著相對分子質(zhì)量增加,PP的熔體黏度、拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度均有所提高。但由于相對分子質(zhì)量增加使結(jié)晶困難,會導(dǎo)致屈服強度、硬度、剛性、耐熱性下降。
 
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