聚丙烯的结晶形态与性能

聚丙烯结晶度研究聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。

其性能的一个重要参数是结晶度，结晶度的变化会直接影响到聚丙烯的力学性能、热性能以及加工性能等方面。

因此，研究聚丙烯的结晶度对于深入了解其性能和应用具有重要意义。

聚丙烯的结晶度主要受到晶核形成和晶体生长两个过程的影响。

晶核形成是指在聚丙烯溶液或熔融状态下，由于温度或压力变化等因素，使聚丙烯分子发生聚集并形成晶核的过程。

而晶体生长则是指在晶核的基础上，聚丙烯分子进一步排列有序，形成完整的晶体结构的过程。

影响聚丙烯结晶度的因素很多，其中温度是最主要的因素之一。

温度的变化会直接影响到聚丙烯分子的运动和排列方式，从而影响到结晶度的形成和发展。

一般来说，较高的结晶温度有利于聚丙烯分子的结晶，而较低的温度则会抑制结晶的形成。

此外，冷却速率也会对聚丙烯的结晶度产生重要影响。

较快的冷却速率可以促进聚丙烯分子的有序排列，从而提高结晶度；而较慢的冷却速率则会导致分子的无序排列，降低结晶度。

除了温度和冷却速率外，聚丙烯的结晶度还受到晶核形成剂、添加剂等的影响。

晶核形成剂是一种能够促进聚丙烯分子结晶的物质，可以在溶液或熔融状态下提供合适的条件，使聚丙烯分子更易于聚集形成晶核。

添加剂则是指在聚丙烯中加入其他物质，如增塑剂、抗氧剂等，这些添加剂可以改变聚丙烯分子的结晶行为，从而影响到结晶度。

研究聚丙烯的结晶度可以通过多种方法进行，其中比较常用的方法是热分析法和X射线衍射法。

热分析法主要通过测量聚丙烯在升温或降温过程中的热变化来判断其结晶度的大小，常用的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等。

而X射线衍射法则可以通过测量聚丙烯样品在X射线照射下的衍射图案来确定其结晶度和结晶形态。

聚丙烯的结晶度对其性能和应用具有重要影响。

较高的结晶度可以使聚丙烯具有较高的强度和刚度，提高其耐热性和耐化学腐蚀性；而较低的结晶度则可以使聚丙烯具有较好的可塑性和可加工性，适用于注塑、挤出等加工工艺。

聚丙烯a晶的晶面参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：聚丙烯是一种常见的塑料材料，其中的聚丙烯a晶是其在晶体结构上的一种形态。

对于聚丙烯a晶的晶面参数的研究，可以帮助我们更好地了解其结构特点以及影响晶面参数的因素，从而为聚丙烯的制备和性能研究提供重要的参考。

本文将对聚丙烯a晶的晶面参数进行探讨，并介绍测定晶面参数的方法以及影响晶面参数的因素，希望能为相关领域的研究提供一定的指导和启发。

1.2文章结构在文章结构部分，我们将按照以下顺序来展开讨论：首先我们会介绍聚丙烯a晶体的结构特点，包括其晶体形貌和晶面的组成特点。

接着，我们将详细阐述用于测定晶面参数的方法，包括实验方法和理论计算方法，并对其优缺点进行比较和分析。

之后，我们将探讨影响晶面参数的因素，如晶体生长条件、晶体成分以及外界环境等因素对晶面参数的影响。

通过这些内容的讨论，我们可以更深入地了解聚丙烯a晶体的晶面参数及其影响因素，为实际生产和应用提供理论基础和参考依据。

1.3 目的：本文旨在探讨聚丙烯a晶的晶面参数的相关研究。

通过对聚丙烯a晶的结构特点、测定晶面参数的方法以及影响晶面参数的因素进行全面分析和总结，以期能够深入了解聚丙烯a晶体结构的特征，并为其应用领域提供理论支持和指导。

同时，通过研究聚丙烯a晶的晶面参数，也可以为相关材料的设计、制备和性能调控提供重要参考和指导，具有一定的理论和实际价值。

2.正文2.1 聚丙烯a晶的结构特点聚丙烯a是一种常见的聚合物材料，在晶体结构上具有一些独特的特点。

聚丙烯a晶体属于正交晶系，晶格常数为a=4.78 Å，b=3.41 Å，c=5.11 Å。

其空间群为Pnma，具有四分子的晶胞，其中一个晶胞中含有4个聚丙烯分子。

在晶体结构中，聚丙烯a分子主要由CH2基元组成，这些基元在晶体中呈现出规则的排列方式，形成了晶体的周期性结构。

聚丙烯a晶体具有较高的结晶度，晶体内部排列有序，分子之间的距离和角度非常规则。

聚丙烯结晶条件与晶体形态的关系聚丙烯是一种常见的聚合物，广泛用于各种领域中，如包装、文具、塑料制品等。

聚丙烯的性能与晶体结构密切相关，因此了解聚丙烯结晶条件与晶体形态的关系对于研究和改进聚丙烯的性能非常重要。

聚丙烯晶体结构呈现出四种不同的形态，包括α（正交）、β（单斜）、γ（三角）和δ（单斜）。

不同的结晶条件会导致聚丙烯晶体结构以不同的形式出现。

以下是聚丙烯结晶条件与晶体形态的关系：1.结晶温度结晶温度是影响聚丙烯结晶的重要因素，一般来说，随着结晶温度的升高，聚丙烯晶体的结构趋向于γ形。

在较高的温度下，聚丙烯分子链形态较为松散，有利于分子链间的相互作用，形成三角晶体。

而在较低的温度下，聚丙烯分子链形态紧密，相互的作用力较小，形成的是正交晶体。

2.结晶速率结晶速率也对聚丙烯晶体结构的形态产生影响。

在较低的结晶速率下，聚丙烯分子链能充分地降低能量，形成一些规律的三角晶体。

而在高速结晶条件下，聚丙烯分子链相互之间的作用力得不到足够的体现，形成的晶体为正交晶体。

3.过冷度过冷度是指结晶比晶体的熔点低的温度区间。

在过冷度较高的情况下，聚丙烯分子链的构型比较松散，较容易形成三角晶体。

而在较低的过冷度下，聚丙烯分子链更容易形成紧密的正交晶体。

4.应力应力也是影响聚丙烯晶体形态的重要因素。

当在聚丙烯晶体结构的生长过程中施加外部应力时，晶体形态会发生变化。

由于聚丙烯晶体生长方向的不同，晶体的应力响应也不一样。

当拉伸应力和压缩应力分别作用时，聚丙烯分子链更容易排列为水平或垂直的结构，形成正交晶体。

综上所述，聚丙烯晶体的形态可以由多个因素影响。

在实际应用中，聚丙烯的结晶条件需要根据所需的应用来选择，以获得最佳的材料性质。

此外，同时考虑这些条件因素，可以制造出多种不同形态的聚丙烯晶体，以满足不同领域的应用需求。

课题：聚丙烯的结构和性能参考文献：1.纤维化学与物理（蔡再生主编，中国纺织出版社）2.中国纺机网聚丙烯纤维一.聚丙烯纤维的及纺丝聚丙烯的生产过程包括四个主要工序，及丙烯的制备、催化剂的制备、丙烯聚合、聚丙烯的提纯和精处理。

二.聚丙烯纤维形态结构和聚集态结构分子式：聚丙烯纤维由熔体纺丝发制得，一般情况下，纤维截面呈圆形，纵向光滑无条纹。

聚丙烯的机构是由配位聚合得到的头-尾相接的线形结构，其分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯，甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，即是制备聚丙烯纤维的原料。

从等规聚丙烯的分子结构来看，其具有较高的立体规整性，因此比较容易结晶。

等规聚丙烯的结晶是一种有规则的螺旋状链，这种三维的结晶，不仅是单个链的规则结构，而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。

等规聚丙烯的结晶形态为球晶结构，最佳结晶温度为125-135℃，温度过高，不易形成晶核，结晶缓慢：温度过低，分子链扩散困难，结晶难以进行。

聚丙烯初生纤维的结晶度约为33%-40%，经拉伸后，结晶度上升到37%-48%，再经过热处理，结晶度可达65%-75%。

等规聚丙烯结晶变体较多，但纺丝拉伸后的晶体主要是α变体。

等规聚丙烯纤维的聚集态结构属于折叠链和伸直链晶体共存的体三.聚丙烯纤维的物理化学性能1..密度：聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，它比聚酰胺纤维轻20%比聚酯纤维轻30%，比粘胶纤维轻40%。

因此，聚丙烯纤维质轻，覆盖性好。

2.吸湿性：聚丙烯纤维是大分子上不含极性基因，纤维的微结构紧密，造成其吸湿性是合成纤维中最差的，其吸湿率低于0.03%。

因此，用于衣着时多于吸湿性高的混纺。

高吸湿性聚丙烯纤维,其主要技术特征是,在纤维级聚丙烯中添加一定比例的由聚乙二醇作为改性剂与聚丙稀粉末经高速混合、熔融挤出、造粒制成改性母料,在纺丝时,在纤维级聚丙烯切粒中添加一定比例的改性母料,混合均匀,采用正常的聚丙烯纤维的生产方法制成的纤维。

聚丙烯的结构、性能和应用一、聚丙烯（聚丙烯）的结构聚丙烯是一种高分子化合物，是一种通用合成树脂（或通用合成塑料），由于它是烯烃的聚合产物，因而又是一种聚烯烃树脂。

聚丙烯的结构是指高聚物内部组织，它有两层意义：一是指聚丙烯分子内部的组织和形态，称为分子结构，二是指这些大分子聚集在一起的形态，称为聚集态结构。

1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式（2-CH2）n表示。

R当-R为CH3-时即为聚丙烯，按CH3-在分子中的排布（位置、配向、次序等）不同，可分为三种立构异构体，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。

间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。

无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。

在三种立体异构体中，等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯，有规聚丙烯的结晶度高，根据X射线对结晶性聚丙烯的研究，测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m，C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。

以上所述均指聚丙烯的均聚物，聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体（或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。

2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素，也就是说，其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。

聚丙烯和其它高分子一样，是由很多大分子聚集在一起的，分子间存在着相互作用，通常之间的作用力包括范德华力和氢键，使聚丙烯的大分子聚集在一起，并赋予它特定的性能，大分子聚集态通常有下述两种情况：（1）无定形态当很多分子在一起时，如果分子间杂乱无章，没有一定次序地相互堆在一起，这种结构称为无定型形态，这种结构比较疏松，密度低，分子容易运动，强度也低。

dH/dt (mW)
图 3 DSC 曲线
目前 DSC 是研究聚合物结晶热力学和动力学非常有用的方法。 （1） 将聚合物样品在铝坩锅中精确称重后放入DSC样品池中，以10℃/min进行等速 升温扫描至200℃，恒温5min以消除热历史； （2） 以10℃/min对样品进行等速降温冷却，从200℃冷却至50℃，在冷却过程中聚 丙烯样品发生非等温结晶，由DSC记录聚合物非等温结晶曲线。 （3） 再以10℃/min对样品进行等速升温，从50℃加热至200℃，到达聚丙烯结晶熔 点时样品会发生熔融，由DSC记录聚合物结晶熔融曲线。 实验样品为纯聚丙烯树脂和加入成核剂的聚丙烯树脂。实验过程中，样品一直处于氮 气保护下。实验完成后，取出样品坩锅。进行数据处理： （1） 从聚合物结晶熔融曲线的熔融峰，读出聚丙烯样品的结晶熔点Tm；对熔融峰 面积进行积分，得到聚丙烯样品的结晶熔融热ΔH，根据下式计算聚丙烯样品的结晶度：
复旦大学出版社1990实验3聚合物温度形变曲线的影响聚合物的温度形变曲线反映了聚合物在不同温度范围的力学状态以及相应的热转变该曲线可提供涉及聚合物结构和分子运动方面的重要信息例如非晶聚合物的玻璃化转变温度tg粘流温度以及结晶聚合物的熔点tm
实验 1 聚丙烯的结晶形态与性能
聚丙烯（PP）是性能优良、应用广泛的通用塑料，具有机械性能好、无毒、密度低、 耐热、耐化学品、易于加工成型等优点。但是在聚丙烯的一些实际应用中，经常遇到改善 聚丙烯的光学透明性、提高制品的力学性能（刚性和韧性）和耐热性能、缩短加工成型周 期等要求。这些问题涉及到聚合物的结晶速度、结晶形态、以及聚合物结晶结构与力学性 能、光学性能、耐热性能之间的关系等高分子物理的基本理论和知识。本实验采取在聚丙 烯中加入成核剂的方法，通过成核剂的异相成核作用，加快聚丙烯的结晶速度，改善结晶 形态，进而提高聚丙烯的力学性能、光学性能和耐热性能。通过该实验，进一步理解聚合 物的结晶形态与聚合物宏观物理性能的关系。

等规聚丙烯与共聚聚丙烯共混体系的结晶和熔融行为及性能摘要：等规聚丙烯（iPP）是一种通用高分子材料，具有价格低、密度低、拉伸强度高、热变形温度高、容易加工等优点，广泛应用于日常用品、汽车部件等领域。

为了进一步提高iPP的特定性能，常通过共混方式对其进行改性，共混材料包括乙丙橡胶（EPR）、聚烯烃弹性体以及各类聚乙烯等，共混材料的加入改善了材料的性能，使其符合特定应用场景的需要。

自20世纪以来，众多学者针对iPP与EPR以及各类无规共聚弹性体共混改性的研究较多，而针对iPP与无规共聚聚丙烯共混改性的研究相对较少。

无规共聚聚丙烯一般指丙烯单体与其他单体共聚所形成的无规共聚物。

用于共聚的单体包括乙烯或其他α－烯烃，共聚单体的占比较低，通常为1%～5%（w）。

无规共聚聚丙烯较iPP具有更好的抗冲击性能和耐老化性能。

关键词：等规聚丙烯；共聚聚丙烯；共混体系；结晶和熔融行为；性能引言异丙基聚丙烯（iPP）是一种半结晶聚合物材料，由丙烯酸单体聚合而成，由于其产量高、价格低、质量轻、化学稳定性高等特性，在工业和日常生活中得到广泛应用。

与此同时，由于其灵活性和规律性的提高，结晶倾向较高，结晶速率较低，这是研究高聚合物熔体和结晶行为的理想材料。

iPP在加工过程中不可避免地受到拉伸或剪切场的影响，此外在冷态iPP熔解材料切割后，在熔解材料和底座之间的界面上，较容易生成方向较高的晶体链结构。

研究了将拉伸切割应用于冷iPP熔炼时，拉伸温度和剪切条件对生成的圆柱形结晶形状的影响。

对纤维拉伸场产生的晶体形态及其形成机制进行了系统的研究。

迄今为止，大多数流动场结晶分子的形态研究都侧重于冷熔，而流动场熔解的形态研究仍在进行之中。

一、程序变温试样的结晶和熔融行为研究了消除热历史后的材料在程序升降温条件下的结晶和熔融行为。

分别消除热历史后的第一次降温和第二次升温曲线，反映了材料在升降温速率10℃/min下的非等温结晶行为。

两种原料和各组成的共混物消除热历史后以10℃/min降温的过程中，它们的结晶曲线均表现为单峰，试样间的主要区别在于Tc不同。

•
10. 目镜
8. 物镜 7.载物台
11. 勃氏镜调节手轮 9. 检偏器
6. 聚光镜 5. 起偏器
3. 粗动调焦手轮
2. 视场光阑
4.微动调胶手轮
1. 仪器底座
图1 偏光显微镜结构示意图
图2 XP-201偏光显微镜
四 实验仪器和试样
• 本实验的原材料为聚丙烯试样和含有山梨醇苄 类成核剂的聚丙烯试样。 • 主要仪器设备包括：
高分子物理实验： 聚丙烯的结晶形态与性能
内 容：
• • • • • • • 聚丙烯介绍 实验目的 实验原理 仪器和试样 实验步骤 实验结果与讨论 思考题
一 聚丙烯介绍
• 聚丙烯（PP）是性能优良、应用广泛的通用塑料， 具有机械性能好、无毒等优点。 • 聚丙烯的聚集态结构由晶区和非晶区两部分组 成，球晶尺寸一般在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波长（400nm～ 780nm），所以光线通过聚丙烯时在相界面上发 生折射和反射，导致聚丙烯制品呈半透明性。
• 在实际应用中，有时需要改善PP的透明性、力 学性能（刚性和韧性）和耐热性能、缩短加工 成型周期等要求。
• 本实验采取在PP中加入成核剂的方法，通过成 核剂的异相成核作用，改善结晶形态，提高 PP 的相关性能。
二 实验目的
• 综合运用高分子物理的基本知识分析和理解成 核剂与结晶速度和结晶形态的关系，结晶形态 与力学性能、热性能、光学性能之间的关系； 熟悉并掌握聚合物结晶形态观察的方法；
2. 结晶形态观察——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。

聚丙烯的结晶形态与性能实验结果分析聚丙烯作为一种重要的聚合物材料，在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。

其性能与结晶形态密切相关，通过实验对聚丙烯的结晶形态与性能进行分析，有助于深入理解聚丙烯的特性及其在不同领域中的应用。

实验方法在实验中，我们选择了不同结晶条件下制备的聚丙烯样品进行测试。

首先，利用适当的方法将聚丙烯加热到熔点以上，并在一定温度和时间条件下进行结晶处理，得到具有不同结晶形态的样品。

然后，通过X射线衍射（XRD）对样品进行分析，确定其结晶类型和结晶度。

同时，通过热分析技术（如热重分析和差热分析）研究样品的热性能，包括熔点、熔融焓等参数。

结晶形态分析通过实验测定和分析，我们发现在不同结晶条件下制备的聚丙烯样品，其结晶形态和性能存在显著差异。

在高结晶度条件下，聚丙烯呈现出更加有序的结晶形态，XRD结果显示出明显的结晶峰，热性能表现出更高的熔点和熔融焓值。

而在低结晶度条件下，聚丙烯的结晶形态则呈现出较为杂乱的状态，XRD图谱上结晶峰较为模糊，热性能表现较差。

此外，随着结晶温度和时间的增加，聚丙烯样品的结晶度和热性能均呈现出提高的趋势。

这表明结晶条件对于聚丙烯的结晶形态和性能具有重要影响，合理的结晶处理可以改善聚丙烯的性能表现。

性能分析聚丙烯的结晶形态对其性能具有重要影响。

高结晶度的聚丙烯具有较高的结晶区域，分子链有序排列，因而具有较高的硬度和强度。

而低结晶度的聚丙烯结晶区域较小，分子链排列较为松散，表现出较低的硬度和强度。

此外，聚丙烯的结晶形态还会影响其热性能，高结晶度的聚丙烯在高温下保持较好的稳定性，抗热变形能力较强。

而低结晶度的聚丙烯则在高温下容易软化变形。

因此，在不同需求场合下，可以选择适合的结晶条件来调控聚丙烯的性能，以满足不同的应用需求。

结论通过对聚丙烯的结晶形态与性能进行实验分析，我们深入理解了结晶条件对聚丙烯性能的重要性。

合理的结晶处理可以改善聚丙烯的力学性能和热性能，提高其在工业生产中的应用性。

α－ ＰＰ 与 β－ ＰＰ 除晶体结构不同外， 另一明显的 差别就是球晶之间的界面特征不同［８］。α－ ＰＰ 球晶之 间呈现明显的边界， 这些边界是材料的薄弱点， 容 易被化学能或其他能量所蚀刻， 导致材料破坏。β－ ＰＰ 球晶之间没有明显的界面， 在相邻球晶边界处， 片晶互相交错。Ｇｒｅｉｎ 等［９］发现 α－ ＰＰ 的断裂面光滑 无应力发白现象， 而 β－ ＰＰ 的断裂面有应力发白现 象， 主要由密集的、近似平行的银纹所构成， 银纹交 织在一起， 在断裂面附近形成连续的纤维结构。沈 静姝等［１０］也认 为 β球晶是由 捆束状生长 的晶片束 组成， 球晶的致密程度比较低， 因此晶片束之间的 非晶区就很容易被拉开形成微银纹。银纹带在受力 时能吸收大量的冲击能量， 大大提高材料的韧性， 但降低其拉伸强度及弯曲弹性模量。
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
晶型
冲击 强度
弹性 模量
屈服 应力
断裂 强度
断裂 伸长率
α
低
略高
高约 １０％
略低
低
β 高数倍 略低
略低
略高 高数倍
（ａ） 中心发散生长（α－ ＰＰ） （ａ） ｃｅｎｔｒａｌ ｍｕｌｔｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｗｔｈ（α－ ＰＰ）
α－ ＰＰ 与 β－ ＰＰ 性能的重大差别主要归因于两 者的晶体结构、形态的明显不同。扫描电子显微镜 （ＳＥＭ）图像表明， 在 α－ ＰＰ 中片晶是从 球晶中心多 向地沿径向 向外放射性 生 长［５］， 而 在 β－ ＰＰ 中 片 晶 由球晶中心成平行集结成束， 然后向外支化生长， 或螺旋状地向外生长， 而后支化［６］， 如图 １ 所示。
（ｂ） 捆束生长（!－ ＰＰ） （ｂ） ｓｈｅａｆ－ ｌｉｋｅ ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｗｔｈ（!－ ＰＰ） 图 １ 两种可能的结晶生长机理 ＳＥＭ 图 Ｆｉｇ．１ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ ｆｏｒ ｔｗｏ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ

聚丙烯结晶形态的特点是什么聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种常用的热塑性树脂，具有优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于日常生活和工业制造中。

聚丙烯分为无晶型和晶型两种形态，而晶型聚丙烯又可以根据其晶体结构的不同分为α相和β相。

在制备过程中，聚丙烯的结晶形态对其性能和用途有着重要的影响。

首先，晶型聚丙烯的结晶形态对其热性能具有显著影响。

α相聚丙烯通常具有较高的结晶度和熔点，因而具有更好的耐热性和尺寸稳定性，适用于高温环境下的应用。

而β相聚丙烯虽然结晶度较低，但其结晶速度快，适用于快速注塑成型等工艺。

研究表明，通过控制结晶条件和添加适当的成核剂，可以调控聚丙烯的结晶形态，从而实现对其热性能的调节。

其次，晶型聚丙烯的结晶形态也对其力学性能产生影响。

α相聚丙烯的结晶结构较为致密，具有较高的硬度和刚性，适用于要求高强度和刚性的应用领域。

而β相聚丙烯的分子链排列较为松散，具有较好的韧性和冲击强度，适用于要求高韧性的应用领域。

在实际生产中，生产商可以通过合理选择结晶条件和添加适当的增韧剂来调节聚丙烯的结晶形态，以满足不同领域的需求。

此外，晶型聚丙烯的结晶形态还对其加工性产生影响。

通常情况下，α相聚丙烯具有较小的结晶体尺寸和较高的熔体粘度，容易形成均匀的熔体流动，适用于挤出、注塑等加工工艺。

而β相聚丙烯具有较大的结晶体尺寸和较低的熔体粘度，容易形成熔体分层或发生焊缝，适用于吹塑等加工工艺。

因此，在实际生产中，生产商需要根据产品的具体要求选择合适的聚丙烯结晶形态，并优化加工工艺，以确保产品质量和生产效率。

总的来说，聚丙烯的结晶形态在其性能和用途中起着至关重要的作用。

通过对结晶条件和配方的调节，可以实现对聚丙烯结晶形态的控制，从而满足不同领域对聚丙烯材料性能的需求。

未来，随着材料科学的不断发展和技术的不断创新，人们对聚丙烯结晶形态的研究将为其在更多领域的应用打开新的可能性。

1。

聚丙烯的结构、性能和应用一、聚丙烯（聚丙烯）的结构聚丙烯是一种高分子化合物，是一种通用合成树脂（或通用合成塑料），由于它是烯烃的聚合产物，因而又是一种聚烯烃树脂。

聚丙烯的结构是指高聚物内部组织，它有两层意义：一是指聚丙烯分子内部的组织和形态，称为分子结构，二是指这些大分子聚集在一起的形态，称为聚集态结构。

1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式（CH2-CH2）n表示。

R当-R为CH3-时即为聚丙烯，按CH3-在分子中的排布（位置、配向、次序等）不同，可分为三种立构异构体，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。

间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。

无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。

在三种立体异构体中，等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯，有规聚丙烯的结晶度高，根据X射线对结晶性聚丙烯的研究，测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m，C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。

以上所述均指聚丙烯的均聚物，聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体（或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。

2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素，也就是说，其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。

聚丙烯和其它高分子一样，是由很多大分子聚集在一起的，分子间存在着相互作用，通常之间的作用力包括范德华力和氢键，使聚丙烯的大分子聚集在一起，并赋予它特定的性能，大分子聚集态通常有下述两种情况：（1）无定形态当很多分子在一起时，如果分子间杂乱无章，没有一定次序地相互堆在一起，这种结构称为无定型形态，这种结构比较疏松，密度低，分子容易运动，强度也低。

高分子物理实验
聚丙烯的结晶形态与性能
知识回顾 实验部分 结果与讨论 思考题
知识回顾
几个关键词： • • • • 聚丙烯 结晶 形态 性能
知识回顾
• 聚丙烯（PP）是性能优良、应用广泛的通用塑 料，具有机械性能好、无毒等优点。 • 在实际应用中，有时需要改善PP的透明性、力 学性能（刚性和韧性）和耐热性能、缩短加工 成型周期等要求。
•
知识回顾
聚合物的结构· 性能
• • • • 聚合物结构可以分为5个层次 聚合物结构决定了性能，性能反映了结构 聚合物性能包含一些动态性能和静态性能 分子运动是联系聚合物结构、性能的纽带
实验部分
实验目的
• 综合运用高分子物理的基本知识分析和 理解成核剂与结晶速度和结晶形态的关 系，结晶形态与力学性能、热性能、光 学性能之间的关系； 熟悉并掌握聚合物结晶形态观察、结晶 速度测定、力学性能测定、耐热性能的 测定方法； 掌握常用高分子科学手册的查阅，正确、 规范地书写高分子物理实验报告。
•
•
பைடு நூலகம்
实验原理
• 物质发出的光波具有一切可能的振动方 向，且各方向振动矢量的大小相等，称 为自然光。 • 当矢量固定在一个固定平面内只沿一个 固定方向作振动时，这种光称为偏振光。 • 偏振光的光矢量振动方向和传播方向所 构成的面称为振动面。
• 自然光通过偏振棱镜或人造偏振 片可获得偏振光。利用偏光原理， 可对某些物质具有的偏光性进行 观察的显微镜，就称为偏振光显 微镜。
• 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。

第21卷第2期高分子材料科学与工程VO1.219NO.22005年3月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Mar1 111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111.2005玻璃微珠改性聚丙烯的熔融~结晶与形态杨伟9史炜9谢邦互9李忠明9冯建民9杨鸣波(四川大学高分子材料科学与工程学院9高分子材料工程国家重点实验室9四川成都610065D 摘要:采用玻璃微珠改性聚丙烯并对复合材料的熔融~结晶行为与形态结构进行了研究o结果表明9玻璃微珠一定程度上起到了异相成核作用9有利于PP的结晶9提高了结晶速率o与单螺杆挤出复合材料相比9双螺杆挤出复合材料的塑化效果较好9玻璃微珠与基体的粘接情况也较好o冲击断面呈现典型的脆性断裂特征9玻璃微珠大量蓄积在冲击断面o而拉伸破坏断面表现出显著的塑性变形9形成大量带状或纤维状形变区域9材料最终的拉伸性能则取决于玻璃微珠与基体粘接和脱粘的综合效果o关键词:玻璃微珠;聚丙烯;熔融;结晶;形态结构中图分类号:TO325.1+4文献标识码:A文章编号:1000-7555(2005D02-0249-0419SS年9漆宗能等[1]在研究CaCO3增韧PP复合材料的断裂韧性中9用断裂力学研究分析能量耗散的途径9在国内首次提出无机刚性粒子填充增强增韧的新途径o迄今9利用无机刚性粒子代替弹性体9达到了同时增韧增强的目的9获得了许多无机刚性粒子增韧体系[293]o近年来9空心玻璃微珠(GB D作为一类新生的无机刚性粒子9其应用价值正在被逐渐认识9其功能已被大量研究所揭示9但大多数工作都集中在较大粒径的玻璃微珠改性聚合物上[4 6]o 笔者采用玻璃微珠改性均聚聚丙烯并对含量~粒径和复合材料加工方法对材料的加工流变行为和力学性能进行了研究o本工作则在此基础上对玻璃微珠填充聚丙烯复合材料的熔融与结晶行为以及加工方法和破坏方式对复合材料形态结构的影响进行研究o1实验部分1.1主要原料PP F401:均聚物9密度0.906g/cm39熔体流动速率(MFR D2.5g/10min9兰州石化公司产品;GB:2500mesh9未经表面处理9四川宜宾天行健微珠纳米材料有限公司提供o 1.2主要设备单螺杆挤出机:SJ-20A9螺杆直径20mm9长径比为25=19上海轻机模具厂产品;同向旋转双螺杆挤出机:TSSJ-25型9四川晨光塑料机械研究所提供;注塑机:PS40E5ASE型9日精树脂工业株式会社产品;InstrOn电子万能实验机:series IX型9美国InstrOn公司产品;悬臂梁冲击实验机:UJ-40型9河北省承德市材料实验机厂产品;DSC:NETZSCH DSC204型9德国耐驰仪器制造有限公司产品;扫描电子显微镜:JSM-5900LV型9日本JEOL公司产品o1.3试样制备将GB与PP按质量含量15/S5配料9经简单混合后在单~双螺杆挤出机上熔融共混9温度为160C 230C o用切粒机将冷却后的挤出料条切粒9所得粒料经干燥后在170C220 C注塑成型o熔融和结晶性能测试的试样从注射成型样条中部切取o形态观察试样为挤出料条~注射样条液氮脆断表面和注射样条的拉伸(50mm/min D~缺口冲击断面o1.4性能测试与表征1.4.1制品的熔融行为和非等温结晶行为:取约10mg试样9在氮气保护下9采用DSC以10收稿日期:2004-06-1SC/min的升降温速率进行测量结晶度的计算按以下公式进行,并对复合材料的结晶度进行归一化处理,X c=AH m/AH0其中,AH材料的结晶度为100%的理想熔融热焓,对PP,AH0=209kJ/kg[7]; AH m测试所得材料的熔融热焓1.4.2形态观察,待测试样表面真空镀银后,在JSM5900LV型扫描电子显微镜(SEM)下观察断面形态结构,加速电压为20kVFig.1Melting and crystallization of GB f illedpolypropylene composites1,PP+GB;2,PP.2结果与讨论2.1熔融过程与结晶性能Fig.1为双螺杆挤出PP和GB/PP复合材料10C/min加热速率下的熔融过程和等速降温结晶过程,相关参数列于Tab.1 可见,两种物料均在167C附近呈现显著的晶体熔融吸热峰,表明加入玻璃微珠后试样中形成的晶片厚度变化不大;而复合材料的熔融热焓AHm提高,结晶度Xc提高了6.1%,表明加入玻璃微珠后诱导了结晶结构的增加;熔融峰高Hm也有所提高,晶片厚度更均匀的晶体数量增加;但熔形成的晶片厚度分布有所降低,结晶的均匀性有所提高Tab.1Melting and crystallization propertiesof PP and GB/PP compostiesParameters PP GB/PP AH m(J/g)62.0374.78X c(%)29.735.8T m(C)167.57167.59T c(C)112.85117.65AT(C)54.7249.94虽然两者的熔融行为差别不大,但是试样在220C恒温5min破坏试样中的结晶结构后的等速降温过程却表现出显著的区别复合材料的过冷度AT降低了4.78C一般地,AT越小,结晶温度越接近熔点,结晶诱导期越短,越容易结晶,结晶速率越大这说明,玻璃微珠一定程度上起到了异相成核的作用,有利于PP 的结晶,提高了结晶速率同时结晶峰高和结晶峰宽也有所提高2.2形态结构2.2.1加工方法对GB/PP复合材料形态结构的影响,Fig.2~Fig.4为不同加工方法所获得的GB/PP复合材料脆断面的形态Fig.2为单螺杆挤出料条的脆断面的SEM扫描照片可见,由于单螺杆挤出机剪切作用较小,物料在挤出机中的停留时间较短,造成复合材料的熔融塑化效果较差,可见明显的塑化缺陷,同时玻璃微珠与基体的粘接情况也较差Fig.3为双螺杆挤出料条的脆断面的SEM 扫描照片可见,由于双螺杆挤出机剪切作用较强,物料在挤出机中的停留时间较长,复合材料的熔融塑化效果较好,无明显可见的塑化缺陷,同时玻璃微珠与基体的粘接情况也较好,脆断过程中没有玻璃微珠从基体中脱落图中明显可见的熔体孔洞是复合材料在流场中由于玻璃微珠与熔体流速的不完全一致造成的但这种孔洞在后续加工如注射成型过程中能够由于压缩的作用而消除,不会对材料性能造成显著的影响Fig.4为双螺杆挤出GB/PP复合材料注塑成型试样断面的SEM扫描照片可见,注塑成型后,玻璃微珠与基体的粘接情况与Fig.3类似,但Fig.3中出现的各种孔洞均已消除052高分子材料科学与工程2005年Fig.2Morphology of GB/PP extrudate prepared by single screw extruderFig.3Morphology of GB/PP extrudate prepared by twin-screw extruder Fig.4Morphology of inj ection molded GB/PP compositesFig.5Morphology of impact f racture surf ace of inj ection molded GB/PP composites2.2.2破坏形式对GB/PP复合材料破坏形态的影响,Fig.5 Fig.6为加载方式对双螺杆挤出GB/PP复合材料注塑成型试样脆断面形态的影响Fig.5为GB/PP复合材料注射试样的缺口冲击断面可见冲击断面光滑平整呈现典型的脆性断裂特征局部有很少量塑性形变玻璃微珠大量蓄积在冲击断面同时冲击过程中基体产生大量的微观裂纹其中绝大部分的微观裂纹发生在玻璃微珠附近这说明玻璃微珠填充聚丙烯的冲击破坏过程中聚丙烯树脂本身会产生微观裂纹而玻璃微珠在微观材料发生脆性破坏Fig.6为双螺杆挤出GB/PP复合材料注射试样的拉伸断面可见与冲击破坏不同拉伸破坏断面表现出显著的塑性变形树脂在断裂处受到强烈拉伸作用而形成大量带状或纤维状形变区域同时在玻璃微珠特别是粒径较大的玻璃微珠附近拉应力作用下玻璃微珠与基体的脱粘引发生成了大量孔洞孔洞在应力作用下的发展和合并使试样中承受应力的基体面积减小局部基体发生破坏从而诱发了试样整体的破坏在断裂表面可见部分玻璃微珠与152第2期杨伟等,玻璃微珠改性聚丙烯的熔融~结晶与形态用O 但是大量的玻璃微珠在拉伸过程中由于滑移~脱粘而悬挂于断面表面 说明大量的玻璃微珠与基体的界面在拉伸破坏过程中成为孔洞发展合并的通路 降低了材料的拉伸性能O 材料最终的拉伸性能则取决于这两种作用的综合效果OFig .6Morphology of tensile fracture surf ace of injection molded GB /PP composites3结论玻璃微珠在聚丙烯的结晶过程中 一定程度上起到了异相成核的作用 有利于PP 的结晶 提高了结晶速率和试样的结晶度 晶片厚度更均匀 晶片厚度分布降低 结晶的均匀性提高O 与单螺杆挤出复合材料相比 双螺杆挤出复合材料的熔融塑化效果较好 无明显可见的塑化缺陷 同时玻璃微珠与基体的粘接情况也较好O 双螺杆挤出复合材料注射成型试样冲击断面光滑平整 为典型的脆性断裂 局部有少量塑性形变且玻璃微珠大量蓄积在冲击断面O 拉伸破坏断面表现出显著的塑性变形 树脂在断裂处受到强烈拉伸作用而形成大量带状或纤维状形变区域O 材料最终的拉伸性能取决于玻璃微珠与基体粘接和脱粘的综合效果O参考文献:[l ]漆宗能(@I Zong -neng ) 李东明(LI Dong -ming ).高分子通报(Polymer bullitin ) l 989 (3):3Z ~38.[Z ]Kurauchi T Ohta T J .Mater .Sci . l 984 l 9(5):l 699~l 7O9.[3]Koo K K Inoue T Miyasaka K et al .Polym .Eng .Sci . l 985 Z 5(l Z ):74l ~746.[4]Liang J Z Ki R K Y Tjong S C et al .Polymer Test-ing . l 997 l 6(6):5Z 9~548.[5]Li R K Y Liang J Z Tjong S C et al .J .Mater .Pro-cessing and Tech . l 998 79(l ~3):59~65.[6]Liang J Z Li R K Y Tjong S C et al .Polymer Test-ing Z OOO l 9(Z ):Z l 3~Z Z O.[7]@uirk R P et al .Physical Constants of Poly (propy -lene ) in Polymer ~andbook J .brandrup and E .~.Immergut (Eds ) Wiley New York l 989:Z 7.M ELTIN G CRYSTALLIZATION AND M OR P HOLO G Y O F G LASS B EAD F ILLED PP AND LLD P E CO MP OSITESY A N G Wei S~I Wei X IE bang -~uLI Zhong -Ming F EN G Jian -min Y A N G Ming -bo(C lle e l e ate al e e a ee e tate e a atl e ate al ee a e t C e 610065 C a )A B STRACT :The melting crystalli Z ation and morphology of glass bead filled polypropylene com-posites were in V estigated .The results indicate that the glass bead has heterogeneous nucleationeffect on the crystalli Z ation of PP matri x .The e x trudate from twin -screw e x truder shows better politici Z ing effect and better adhesion between glass bead and the matri x compared with that e x -truded from single screw e x truder .The impact fracture surface presents typical brittle fracture character with local plastic deformation while the tensile fracture surface shows significant plastic deformation and the tensile properties of the composites is dependent on the adhesion and de-bonding of the glass bead in the matri x .Z5Z 高分子材料科学与工程Z OO5年。

聚丙烯结晶温度多少度合适在塑料工业中，聚丙烯是一种常见的热塑性树脂，广泛应用于包装、医疗器械、汽车零部件等领域。

而聚丙烯的结晶温度对于制品的性能和外观质量起着至关重要的作用。

那么，聚丙烯结晶温度应该控制在多少度呢？本文将就此问题展开讨论。

首先，聚丙烯是一种高度结晶性的塑料树脂，其分子链在加热后会逐渐失去有序排列，而进入无序状态，使材料呈现出熔化状态。

而在冷却过程中，分子链重新有序排列，形成结晶区域，使材料呈现出固态状态。

聚丙烯的结晶温度是指在加热过程中开始熔化的温度，是一个非常重要的热学参数。

聚丙烯的结晶温度通常在130°C到160°C之间，具体的最佳温度取决于生产工艺、原料质量以及制品的要求。

在生产中，控制聚丙烯的结晶温度有以下几个重要作用：1.影响产品的力学性能：结晶温度的高低会直接影响聚丙烯制品的拉伸强度、抗冲击性能、刚性等力学性能。

通常来说，结晶温度较高会使聚丙烯制品的强度和硬度提高，但可能降低其韧性。

2.影响产品的透明度：结晶温度的控制也与聚丙烯制品的透明度密切相关。

一般来说，结晶温度较高会导致制品的结晶度增加，从而影响其透明度。

3.影响产品的加工性能：结晶温度适中可以提高聚丙烯制品的加工性能，如注塑成型、挤出成型等。

过高或过低的结晶温度都会导致产品在成型过程中出现问题。

综合来看，聚丙烯的结晶温度应该根据具体的产品要求和生产工艺来进行合理选择和控制。

在实际生产中，通常需要通过实验和调整来找到最佳的结晶温度区间，以确保产品具有良好的性能和外观。

总的来说，聚丙烯的结晶温度对于制品的性能和加工质量有着至关重要的影响，生产厂家和工程师们需要认真研究和控制这一参数，以确保生产出高质量的聚丙烯制品。

希望本文的讨论能为从事聚丙烯制品生产的同行提供一些参考和帮助。

1。

成核剂对PP结晶行为和结晶形态的影响聚丙烯的结晶形态主要受其本身微观形态和温度的控制，当加人成核剂后，聚丙烯的结晶行为和结晶形态将发生很大的改变，从而影响其力学性能。

并且加人成核剂后，外界条件对其结晶的影响钝化。

研究发现添加成核剂对聚丙烯结晶过程和结晶形态的影响如下：
1、加快结晶速度，提高结晶度；
2、形成较为均一的球晶结构；
3、球晶的尺寸细化；
4、表面与内部的结晶差距减小；
5、外界条件对结晶的影响程度减小。

通过加入成核剂调控聚丙烯的结晶行为和形态，从而改善聚丙烯性能，创造高性能化的聚丙烯产品，是非常有效并切实可行的调控手段。

聚丙烯结晶度的一般值全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚丙烯是一种常见的塑料材料，广泛应用于各个领域，包括塑料制品、包装、医疗器械、建筑材料等。

聚丙烯的结晶度是一个重要的物理性质，对其性能和用途有着重要的影响。

在制备聚丙烯产品的过程中，通常需要对其结晶度进行控制，以获得所需的性能和特性。

聚丙烯的结晶度一般在什么范围内是合适的呢？聚丙烯是一种由丙烯单体聚合得到的聚合物，其主要链结构中的碳链都是直链结构。

在聚丙烯分子中，由于链的直线性和单键的特性，分子链之间会形成较好的排列，从而导致其易形成结晶态。

聚丙烯的结晶度是指在一定条件下，聚丙烯中结晶相的百分比，通常用%表示。

结晶度越高，聚丙烯的物理性质通常也越好，例如硬度、强度、耐热性等。

聚丙烯的结晶度受到多种因素的影响，包括结晶条件、聚合反应条件、分子结构等。

一般来说，聚丙烯的结晶度一般在30%~60%之间。

在这个范围内，聚丙烯通常具有较好的物理性质和加工性能。

当结晶度过低时，聚丙烯的性能会受到影响，例如软化点较低、强度较差、耐热性较差等。

当结晶度过高时，聚丙烯的加工性能会受到影响，例如熔体粘度较高、成型难度较大等。

因此，对于不同的使用需求，需要选择适当的结晶度范围进行调控。

在生产聚丙烯制品时，通常通过调节结晶条件和聚合反应条件来控制聚丙烯的结晶度。

例如，在聚合反应中添加适量的结晶核可以促进聚丙烯的结晶形成。

在模压或挤出成型过程中，通过控制温度、压力和速度等参数，可以调控聚丙烯的结晶度。

此外，在后处理过程中，如热处理、拉伸等也可以对聚丙烯的结晶度进行调节。

总的来说，聚丙烯的结晶度是一个重要的物理性质，对其性能和用途有着重要的影响。

一般而言，聚丙烯的结晶度应该在30%~60%之间，以获得较好的物理性质和加工性能。

在生产过程中，通过调节结晶条件和聚合反应条件，可以有效控制聚丙烯的结晶度，以满足不同用途的需求。

【文章字数不足，已经尽量写得详细，如果还不够请自行再扩充内容】。