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摘 要

本文通过熔融共混制备了β-聚丙烯/聚乳酸（β-PP/PLA）共混物，马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP）用作为相容剂。结晶行为，球晶形貌，力学性能分别通过差示扫描量热仪(DSC)，偏光显微镜（PLM），以及力学性能测试进行研究。DSC分析结果发现，随着PLA组分的增加，β-PP/PLA共混物β晶的含量有所下降，加入相容剂之后，β晶的含量有显著提高，并且随着PLA组分的增加而增加。PLA组分与β-PP组分的相容性很差，加入相容剂之后，两相的相容性明显提升。力学性能测试研究发现，当β-PP/PLA配比为70：30时，共混物的弯曲模量和拉伸强度达到最大值，同时缺口冲击强度也较其他组分配比的共混物要好。加入相容剂MAH-g-PP之后共混物的弯曲模量和拉伸强度有所下降，但缺口冲击强度有所提升。

关键词： 聚乳酸 聚丙烯 力学性能 结晶行为

Melting, Crystallization and Mechanical Properties of beta-nucleated polypropylene/ Poly(lactic acid) Blends

ABSTRACT

In this paper, beta-nucleated polypropylene/ Poly(lactic acid) blends was prepared and the maleic anhydride grafted PP(MAH-g-PP) was used as the compatibilizer. The crystallization of the blends were studied by differential scanning calorimeter(DSC). It was found that with the PLA content increasing the content of β crystals in the blends decreased. The incorporation of MAH-g-PP significantly increased the content of the β crystals, and with the PLA content increasing the content of β crystals also increased. The compatibility between the PLA component and the β-PP component was poor. When the compatilizer was added in the blends, the compatibility between two components significantly increased. The mechanical properties of the blends were studied. The results showed that the tensile strength and flexural modulus of the blends reached the maximum with content of β-PP/PLA (70:30), and the impact strength of the blends also reached a highest value. With the incorporation of the compatilizer, the tensile strength and flexural modulus of the blends decreased, but the impact strength of the blends increased.

Key Words: Poly(lactic acid); Polypropylene; Mechanical properties; Crystallization

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 聚丙烯简介 1

1.1.1 聚丙烯的晶体结构与性能 1

1.1.2 聚丙烯性能的优点与不足 1

1.2 聚丙烯的β晶 2

1.2.1 β-PP的超分子结构 2

1.2.2影响β晶生成的因素 2

1.3 聚丙烯的共混改性 5

1.4 β-PP共混物的研究进展 6

1.5 高分子相容性 7

1.6 课题研究目的、内容和方法 7

第二章 实验 9

2.1 实验材料 9

2.2 实验设备 9

2.3 样品准备 9

2.3.1 β-PP/PLA共混材料的制备 9

2.3.2 非等温结晶样片的制备 10

2.3.3 样条的制备 10

2.4 DSC分析 10

2.5 PLM观察 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 不同PLA组分的β-PP/PLA共混物的结晶行为 11

3.2 不同PLA组分的增容β-PP/PLA共混物的结晶行为 12

3.3 非等温结晶样片的偏光显微分析 13

3.4 非等温结晶动力学 14

3.5 力学性能 16

第四章 总结 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致谢 24

第一章 绪论

1.1 聚丙烯简介

聚丙烯(PP)自1954年被首次合成，1957年实现其工业化生产以来，凭借其无毒，廉价，相对密度小，以及优秀的耐腐蚀性，电绝缘性和成型加工性能，迅速发展成为五大通用塑料之一。并被广泛应用于建筑，化工，化纤，汽车，包装，家电，轻工等各大领域。

1.1.1 聚丙烯的晶体结构与性能

聚丙烯是一种半结晶聚合物，其晶体结构有着多种不同的晶体类型^[1]。晶体类型和聚丙烯分子链的立体等规结构是决定其物理机械性能的主要影响因素。

工业上制备的聚丙烯有无规，间规和等规三种类型，等规聚丙烯分子链成螺旋形，与之相连的甲基都分布在分子链的同一侧；间规聚丙烯的综合性能不如等规聚丙烯，其上的甲基基团交替排列在分子链的两侧；无规聚丙烯分子链上的甲基基团无规则的排列，所以其没有固定的空间构型，无法结晶。工业上生产的主要是等规聚丙烯。

聚丙烯是一种多晶型聚合物，有α，β，γ，δ和拟六方体^[2,3]等5种晶型，其中最为常见的是α，β，γ三种晶型，三种晶型可以通过不同的方法制备所得。

α晶型聚丙烯^[4]最为常见，从聚丙烯的熔融结晶和溶液结晶中就能够得到，α晶型属于单斜晶系，它的密度大，热稳定性最好，且有着较高的刚性和强度，已有着广泛的应用。

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