費宇星

摘要：本文主要研究氫化石油樹脂對聚丙烯結(jié)晶行為的影響以及聚丙烯的光學性能。結(jié)果表明：氫化石油樹脂抑制了厚片物質(zhì)的形成，降低了聚丙烯的結(jié)晶性;阻止了聚丙烯形成β晶體，使晶體顆粒更加松散;隨著氫化石油樹脂逐漸增加，球晶尺寸逐漸減小，球晶數(shù)量逐漸增加。

關(guān)鍵詞：石油樹脂;聚烯烴;結(jié)晶

石油樹脂與聚烯烴相容性極好，具有優(yōu)異的耐水性，良好的電氣性能，石油樹脂改性聚丙烯就是基于上述優(yōu)點。之前的研究中，石油樹脂對聚丙烯結(jié)晶行為的影響仍不清楚，已經(jīng)限制了石油樹脂的科學應(yīng)用。因此，本文的目的是研究石油樹脂對聚烯烴結(jié)晶行為的影響，詳細介紹了聚丙烯共混石油樹脂的性質(zhì)及其相互關(guān)系。

1實驗

1.1試劑

聚丙烯樹脂為雙取向聚丙烯薄膜樹脂，由中國蘭州石化股份有限公司生產(chǎn)，熔體流動指數(shù)3.0 g/10min（2.16 kg），數(shù)均分子量120000，平均分子量為37萬，分子量分布為3.08;聚合加氫石油樹脂由伊德米蘇石油化工公司（日本）生產(chǎn)，數(shù)均分子量為880，軟化點125℃。

1.2儀器

采用瑞士Mettler Toledo DSC1差示掃描量熱計進行量熱實驗，采用蔡司MC-80（德國）偏振光顯微鏡對樣品進行結(jié)晶形貌的研究，采用中國昊源儀器公司的DX-1000衍射儀進行WAXD實驗。

1.3實驗步驟

首先，將樣本在氮氣下以10℃/min的溫度從30℃加熱到200℃并保持5min以消除之前的熱量。然后，將樣品以50℃/min迅速冷卻至所需溫度。最后，將樣品等溫保存完成結(jié)晶所需的時間。

2結(jié)果與討論

2.1DSC的冷卻和熔化行為

DSC的冷卻和加熱曲線的速率為10℃/min。熔化和冷卻得到的參數(shù)列在表1中，T_{mendset -} T_monset（其中，T_mendset和T_monset分別為最終溫度和初始溫度）為T_m的評價樣品范圍。T_{mendset -} T_monset越大，試樣的熔融溫度越寬。表1顯示了添加氫化石油樹脂后的T_c開始和結(jié)束結(jié)晶溫度（分別為T_conset和Tcendset）均呈現(xiàn)減小趨勢同時，T_monset、T_mendset、T_m以及X_c逐漸減小，這表明氫化石油樹脂抑制了厚片物質(zhì)的形成，降低了聚丙烯的結(jié)晶性，另一方面，熔融范圍隨著氫化石油樹脂的增加而逐漸增加，這說明片層厚度的分布更加廣泛。

2.2?廣角X光衍射（WAXD）

得到晶體衍射圖樣的參數(shù)（d-間距，L-相對度，X-結(jié)晶度）列于表2及表3。請注意在Xc的計算中應(yīng)該減去氫化石油樹脂。

如表2、表3所示，對于純聚丙烯在16°的峰表示β晶體的形成，k_β為16.1%。然而，當添加氫化石油樹脂后，16°處的峰消失，這可能表明氫化石油樹脂阻止了聚丙烯的形成β晶體。另一方面，隨著氫化石油樹脂的增加，聚丙烯晶面的間距d幾乎全部增大，L和X減小。這表明氫化石油樹脂的加入使晶體顆粒更加松散。

2.3偏光顯微鏡觀察

通過POM直接觀察樣品的球晶形態(tài)。樣品被加熱到200℃保溫5min以除去熱歷史，然后以5℃/min的冷卻速度冷卻至室溫。樣品的POM顯微圖如圖1所示。

圖1為樣品的結(jié)晶形貌，彼此之間有很大的不同。對于純聚丙烯樣品，觀察到存在一些直徑約為100 μm的大球晶。對于含5% 氫化石油樹脂的聚丙烯樣品，觀察到的球晶尺寸明顯小于純樣品，球晶的數(shù)目也更多。隨著氫化石油樹脂逐漸增加，球晶尺寸逐漸減小，球晶數(shù)量逐漸增加。

POM結(jié)果表明，氫化石油樹脂有效降低L值，增加了聚丙烯的球晶數(shù)量。從結(jié)晶動力學的角度來看，造成這一結(jié)果的原因可能是在結(jié)晶過程中，成核速率的顯著增加或者是G值的明顯降低。成核速率的增加本應(yīng)導(dǎo)致更高Tc。然而，本項研究中沒有觀察到這一點。因此，POM結(jié)果顯示氫化石油樹脂顯著降低了聚丙烯的G值，與之前DSC動力學研究的結(jié)果一致。

3結(jié)論

本文詳細研究了氫化石油樹脂對聚丙烯的結(jié)晶行為和光學性能的影響。得出的結(jié)論如下：DSC和WAXD的研究表明氫化石油樹脂降低了聚丙烯分子間的相互作用，降低了聚丙烯的結(jié)晶性，促使薄層的形成。偏光顯微鏡POM的研究表明氫化石油樹脂使聚丙烯的成核率略有降低，G顯著降低。聚丙烯加入氫化石油樹脂后降低了Go。聚丙烯中球晶的尺寸明顯降低，球晶數(shù)量顯著增加。

參考文獻

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（作者單位：江蘇省昆山中學）