α成核剂和工艺条件对聚丙烯注塑件结晶与力学性能的影响

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聚丙烯(PP)由于刚性低、热变形温度低、成型收缩率大、透明性差等缺点限制了PP的广泛应用,通过在PP基体中加入成核剂可以改善PP的结晶性能,细化晶粒尺寸,提高结晶度,从而可以提高PP制品的刚性和透明性。首先,本文研究了成核剂DMDBS含量对PP注塑件的结晶形态和力学性能的影响。制备出成核剂含量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的PP标准样条;分别利用偏光显微镜(PLM)和差示扫描量热仪(DSC)分析了成核剂含量对PP结晶的影响,PLM结果表明,随着DMDBS含量由0.1%增加到0.4%,聚丙烯的球晶尺寸明显减小,结晶度增加;DSC结果表明,随着DMDBS含量的增加,熔融峰温度略微升高且熔融峰宽度变窄,这说明DMDBS的加入, PP结晶完善程度提高,晶粒尺寸趋于均匀化,结晶度提高;测定了改性PP注塑件的力学性能,结果表明,当成核剂含量为0.3%时,PP的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值,分别为37.7MPa和62.73MPa,相对于纯PP分别提高了10.6%和47.28%;然而,随着成核剂含量由0.1%增加到0.4%,试样的冲击强度依次降低,当成核剂含量为0.4%时,冲击强度降为3.58KJ/m2,相对于纯PP,降低了26.6%。其次,本文研究了不同工艺条件(熔体温度、保压压力、注射压力)对改性PP注塑件的结晶度以及力学性能的影响。采用不同工艺条件注射制备样品;通过DSC研究了不同工艺条件对结晶度的影响,随着熔体温度的升高,样品的结晶度逐渐降低,而随着保压压力和注射压力的提高,样品的结晶度呈现先升高后降低的趋势;力学性能实验结果表明,采用较低的熔体温度可以提高样品的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度,而提高保压压力和注射压力,样品的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度均呈现先升高后降低的趋势,可见保压压力和注射压力都存在一个最佳取值。最后,本文利用正交分析的方法得出了影响聚丙烯力学性能的各个因素的主次顺序。
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