文档介绍：拉伸过程中α-iPP 的结晶结构和力学性能的
研究
Study on mechanical properties and crystal
structures of the α phase in iPP during the
tensile deformation process
学科专业:材料工程
研究生:宁圃青
指导教师:马桂秋教授
天津大学材料科学与工程学院
2012 年 12 月
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本论文的研究工作得到了国家自然科学基金委(50773082,20974077)的资
助。
This work is supported by the National Nature Science Foundation of China
(50773082,20974077) Programs.
摘要
众所周知,结晶聚合物微观结构的变化可导致其宏观力学性能的变化。形变
时,高分子材料的各向同性结构由于分子链的取向而向各向异性转变。结晶聚合
物微观结构又在很大程度上影响着材料的性能。因此,微观结构变化机理及其与
物理性能的联系成为高分子科学中研究的热点问题。
本研究以添加α-成核剂 ZC-2 的 iPP 为模型,在不同的温度下对样品进行拉
伸来观察温度对其形变的影响。从应力应变曲线结果中观察到,材料的屈服应变
不随拉伸温度的改变而改变。为了更深入理解结构和性能之间的关系,进行了原
位广角以及小角 X-射线散射实验(WAXS 和 SAXS)。基于实验结果,我们提
出屈服应变结晶度有关,因此改变结晶度可能会使得屈服应变有所变化。
改变等温结晶的温度可以改变样品的结晶度。试验中将α-iPP 样品在 25℃、
135℃、 140℃和 145℃下分别进行等温结晶,并在不同温度下对其进行拉伸。
拉伸的结果很好地支持了以上的推断。此外,在 1μm/s 的拉伸速率下,样品屈服
应力以及断裂应力都会随温度的增加而减小,高温下的断裂伸长率高于低温下的
断裂伸长率。样品在成核剂含量为 %结晶温度为 25℃时表现出较大的断裂
伸长率。
关键词: iPP,α成核剂,结晶结构,力学性能
ABSTRACT
It is well-known that the deformation-induced structure change in semicrystalline
polymers can induce the manipulation of mechanical properties. Upon deformation,
the isotropic structure of polymeric materials can be transformed into an anisotropic
structure due to the orientation of polymer chains. Hence, the mechanisms of such
transformations and how they are related to the resulting morphology, structure, and
echanical properties are of great scientific interest and practical importance
in polymer science.
In this study,