动态硫化PP/POE共混物中交联诱导界面结晶及影响因素

摘要

本文制备了动态硫化聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)共混物，研究交联剂用量、共混比、PP分子量不同的动态硫化PP/POE共混物的相态结构及界面结晶性能，发现了交联诱导界面成核加快结晶现象，并进一步探索了界面成核的机理及影响因素。 首先采用动态硫化法制备了不同交联程度的PP/POE共混物，利用AFM、TEM研究共混物的微观相态，发现随着交联程度的增加，PP相由分散相逐步演变为连续相，相界面区域逐渐增加。利用DSC、SEM观察动态硫化共混物的结晶行为及晶体形貌，发现交联共混物的结晶温度比纯PP的高，结晶速率比纯PP的快，并且随交联程度的增大而增加，但是未交联的简单共混物的结晶行为与纯PP相近。对动态硫化共混物在200℃进行退火处理，发现交联的共混物的结晶温度显著降低，但是未交联的共混物和纯PP的结晶温度与热处理前一致。从DSC数据分析知在结晶过程中存在着两种成核机理即PP本体异相成核和相界面的链段取向成核。在熔融共混过程中，剪切作用可以使相界面的部分PP链段取向，而且相界面的分子链都有向本体运动的趋势，也会导致部分PP链段取向。POE发生原位交联，可以“冻结”部分取向链段成为晶核诱导结晶，加快结晶速率，提高结晶温度。随着动态硫化PP/POE共混物交联度的增加，界面成核作用更加显著。然而对动态硫化PP/POE共混物进行退火处理后，界面诱导结晶作用变弱，导致结晶温度降低，更加接近于纯PP，即结晶行为与纯PP相近。 为了进一步研究影响动态硫化共混物界面成核的因素，制备了不同共混比的动态硫化PP/POE共混物，研究交联程度、共混比、相态对界面成核的影响。共混比对不影响简单共混物的结晶，但是会影响动态硫化共混物的结晶。交联程度是界面成核的主要影响因素，随着交联程度的增加，成核作用增强。 制备不同PP分子量的动态硫化PP/POE共混物，分别对其结晶行为和相态进行研究，发现PP分子量大的动态硫化共混物的界面成核增强结晶行为显著。PP分子量降低，这种界面成核增强结晶作用降低，当PP分子量更低时，这种成核现象消失，甚至动态硫化共混物的结晶温度和速率会降低，低于纯PP。