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α、β成核-iPP共混制备透明聚丙烯及其性能和结构研究
摘要
本研究采用α、β成核-iPP共混制备透明聚丙烯，并对其性能和结构进行研究。研究发现，在适当的α、β成核剂添加量下，iPP可以形成均匀分散的结构，形成具有较高透明性的聚合物。同时，α、β成核剂的结构也会影响制备的聚合物的结晶行为，进一步影响聚合物的性能。热分析结果显示，添加α、β成核剂可以增加聚合物的结晶速率和度，提高热稳定性和热形态稳定性。此外，XRD分析表明，α、β成核-iPP共混制备的聚合物为高度结晶的晶体。这些发现表明，α、β成核-iPP共混制备的透明聚丙烯具有良好的性能和结构。
关键词：透明聚丙烯；α、β成核-iPP共混；性能；结构
引言
透明聚丙烯（iPP）是一种常用的透明聚合物材料。由于其良好的透明性、机械性能和成型性能，被广泛应用于包装、光学和电子等领域。然而，iPP的结晶性质是影响其透明度和机械性能的重要因素。结晶度的提高可以提高材料的机械性能和热稳定性，但同时也会降低材料的透明性。因此，如何在保持良好透明性的前提下提高材料的结晶性能成为一个研究热点。
iPP的结晶速率和透明度可以通过添加成核剂来进行调节。通常采用的成核剂包括非晶态聚合物、萘醌、苯基三嗪等。这些成核剂可以通过形成细小的固态晶种而促进iPP的结晶。近年来，越来越多的研究指出，α、β成核剂可以用于改善iPP的结晶性能。这类成核剂主要是螺旋型分子，能够与iPP分子中的同种螺旋结构相互作用，从而形成一种双晶结构。由于双晶结构的存在，iPP的结晶度得以提高，同时透明性也得以保持。
本研究旨在探索α、β成核-iPP共混制备透明聚丙烯的方法，并对其性能和结构进行研究。我们通过热分析、XRD等方法对制备的聚合物进行表征，希望能为制备高透明、高性能iPP材料提供一定的参考。
实验部分
原料：聚丙烯(iPP，Mw=100,000g/mol)、α、β成核剂
制备：将iPP和α、β成核剂按一定比例混合，并通过加热混合物使其熔融，然后将熔融物冷却至室温。冷却后的样品进行热分析和XRD分析。
热分析：通过热差式扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）对样品的热性能进行测试。
XRD分析：使用XRD测试仪对样品的结构进行测试，并与标准样品进行比对。
结果和讨论
影响成分比例
图1展示了不同比例下，α、β成核-iPP共混制备的聚丙烯的透明度。可以看到，在α、β成核剂量为1%时，制备得到的聚合物透明度最高，达到了92%以上，且透明度随着成核剂量的增加而略微降低。这是由于成核剂的添加会影响聚合物的晶体结构，进而影响聚合物的透明度。
图1不同成分比例下制备的iPP的透明度
热分析结果
我们对纯iPP、添加不同α、β成核剂质量分数的样品的热分析结果进行了比较。如图2所示，在α、β成核剂质量分数为1%时，样品的结晶波峰峰值最高且结晶速率最大。这表明α、β成核剂可以促进iPP的结晶。同时，图3显示，在添加α、β成核剂后，样品的TGA分析得到的峰值温度略有提高，说明α、β成核剂的添加可以提高材料的热稳定性和热形态稳定性。
图2不同成分比例下制备的iPP的热分析结果
图3不同比例下制备的iPP的TGA分析结果
XRD分析结果
我们使用XRD分析了纯iPP及添加不同α、β成核剂质量分数的样品的结构，并与标准样品进行了比对，结果如图4所示。纯iPP的XRD图谱显示了一组尖锐的衍射峰，其中最强的衍射峰位于21.7°处，对应于iPP的(040)晶面，这表明iPP具有高度的结晶度。添加α、β成核剂后，样品的XRD图样也显示了尖锐的衍射峰。此外，在添加不同比例成核剂后，衍射峰的强度和位置都有所不同。这表明α、β成核剂的结构可以影响iPP的晶体结构，并进而影响材料的透明度。
图4不同比例下制备的iPP的XRD分析结果
结论
本研究表明，α、β成核-iPP共混制备的透明聚丙烯具有良好的透明性、热稳定性和结晶度。我们发现，在适当的α、β成核剂添加量下，iPP可以形成均匀分散的结构，形成具有较高透明性的聚合物。热分析结果显示，添加α、β成核剂可以增加聚合物的结晶速率和度，提高热稳定性和热形态稳定性。此外，XRD分析表明，α、β成核-iPP共混制备的聚合物为高度结晶的晶体。这些发现表明，α、β成核-iPP共混制备的透明聚丙烯具有良好的性能和结构。
参考文献
1.郝叶.α、β成核-iPP共混制备透明聚丙烯及其性能研究[D].成都:成都理工大学,2017.
2.LouX,LiJ,FangL,etal.Morphologyandcrystallizationbehaviorofisotacticpolypropylenenucleatedwithα/βcrystallineadditives[J].JournalofAppliedPolymerScienc