最新实验1聚丙烯的结晶形态与性能PPT课件
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• 由于结晶部分的存在,结晶聚合物较相 应结构的非晶聚合物有更好的机械强度 和耐热性。
• 近年来,聚丙烯透明化成为新产品开发 的一个亮点,聚丙烯透明化产品在包装 容器、注射器、家庭用品等领域的用量 急剧增加。
• 加入结晶成核剂是聚丙烯透明化的主要 改性技术。
• 使用成核剂改进聚丙烯透明性的关键是 减少球晶或晶片的尺寸,让它小于可见 光的波长。
许多明暗相间的径向发射状的条纹? • 对于普通的偏光显微镜,如何将其调成为正交偏光显微镜? • 冷却速率(非等温结晶)或结晶温度(等温结晶)对聚丙烯球
晶大小与球晶生长速率的影响如何?试说明原因。 • 聚合物的结晶过程怎样? • 简述什么叫均相成核和异相成核? • 为什么加入成核剂可以提高聚丙烯的结晶速度?为什么聚丙烯
• 主要仪器设备包括:
设备:带热台偏光显微镜1套。型号:XPR-201
偏光显微镜和带热台XPR201熔点测定仪
器材:载玻片、盖玻片若干;切刀1把;镊子1个 材料:PP注射试样,加入成核剂的PP试样
实验内容
1.聚丙烯与成核剂的混合以及试样的制备
将聚丙烯树脂与成核剂母料接照一定配比均匀混合, 在塑料注塑机上制成供测试和表征用的样品。
图1 XPR-201偏光显微镜
• 聚丙烯的聚集态结构由晶区和非晶区两 部分组成,球晶的尺寸一般在0.5~ 100μm之间。
• 由于晶区和非晶区的密度和折光率不同, 而且晶区的尺寸通常大于可见光的波长 (400~780nm),所以光线通过聚丙烯 时在两相的界面上发生折射和反射,导 致聚丙烯制品呈现半透明性。
• 在结晶聚合物中添加结晶成核剂,通过 其异相成核作用,一方面可以提高结晶 速度,缩短成型周期;
• 另一方面可以增加聚合物的结晶度,从 而提高聚丙烯的刚性和耐热性;
• 最重要的是,加入成核剂大大增加了晶 核密度,导致球晶尺寸明显降低,聚合 物的透明性得到改善。
实验材料和仪器
• 本实验使用的原材料为聚丙烯树脂和含有山梨 醇苄类成核剂的聚丙烯母粒。
实验结果与讨论
• 描述加入成核剂前后聚丙烯的结晶形态及其变化, 测量聚丙烯晶体ห้องสมุดไป่ตู้大小;
• 讨论成核剂对结晶形态和结晶度的影响,并分析 原因;
• 掌握聚合物的结构形态和性能的关系。
思考题
• 为什么球晶在偏光显微镜下呈黑十字花样? • 聚合物结晶形态有哪几种?简单描述其特征。 • 聚合物的球晶是如何生成的?其结构怎样? • 聚丙烯球晶的有无及其大小对聚合物的力学性能有何影响? • 为什么在观测PP球晶时,有时候看不到黑十字,而只能看到
实验内容
2.聚丙烯结晶形态的分析表征
• 制备样品——使用盖玻片和载玻片分别将加入成核 剂前后的聚丙烯树脂在230℃下熔融,压制成薄膜; 然后在120℃的热台上等温结晶30分钟,即可制得 观察聚丙烯球晶的样品。
• 将制备好的试样放在偏光显微镜的载物台上,选择 适当的放大倍数,观察并比较加入成核剂前后聚丙 烯试样的球晶形态和球晶尺寸。
• 凡装有两个偏光镜,而且使偏振光振动方向互 相垂直的一对偏光镜称为正交偏光显微镜。
• 起偏镜的作用使入射光分解成振动方向互相 垂直的两条线偏振光,其中一条被全反射, 另一条则入射。正交偏光镜间无样品或有各 向同性(立方晶体)的样品时,视域完全黑 暗。
• 当有各向异性样品时,光波入射时发生双折 射,再通过偏振光的相互干涉获得结晶物的 衬度。
结晶度的提高能够提高其刚性和耐热性?
知识回顾
几个关键词: • 聚丙烯 • 结晶 • 形态 • 性能
• 用偏光显微镜研究高分子(聚合物)的结晶形 态是目前较为简便而直观的方法。
• 偏光显微镜的成像原理与常规金相显微镜基本 相似,所不同的是在光路中插入两个偏光镜。 一个在载物台下方,称为下偏光镜,用来产生 偏光,故又称起偏镜;另一个在载物台上方的 镜筒内,称为上偏光镜,它被用来检查偏光的 存在,故又称检偏镜。