拉伸速率对β成核聚丙烯纤维结晶与性能影响研究

"这篇论文探讨了拉伸速率对β成核聚丙烯纤维结晶结构和拉伸性能的影响。研究者通过熔融指数仪和自制卷取装置制备了纯聚丙烯纤维和含有β成核剂的纤维，并利用DSC、WAXD和SAXS等技术分析其结晶结构和力学性能。结果发现，成核剂的添加增加了β晶含量，且纤维的分子链取向、片晶厚度随拉伸速率变化。在高速拉伸下，含成核剂的纤维表现出更高的拉伸强度和断裂伸长率。" 这篇论文是关于等规聚丙烯（iPP）纤维的科学研究，主要关注两个关键因素：β成核剂和拉伸速率。β成核剂是一种能促进特定晶型（β晶）形成的添加剂，对于聚丙烯的结晶过程有显著影响。聚丙烯是一种广泛应用的聚合物，其性能可以通过改性，如添加成核剂，来优化。 在实验部分，研究者使用熔融指数仪来控制和调整纤维的制备条件，同时配合自制的卷取装置，确保纤维的均匀性和一致性。通过对样品进行差示扫描量热法（DSC）分析，可以了解材料的结晶动力学和相变行为。广角X射线衍射法（WAXD）则用于研究纤维的结晶结构，包括晶相类型、晶粒大小和取向。小角X射线散射法（SAXS）则揭示了纤维内部纳米级别的结构信息，如片晶的厚度和排列。 实验结果显示，当拉伸速率较低时，β成核剂的存在促使纤维中β晶的形成增多。这一现象可能是因为成核剂降低了β晶的成核能垒，使得在较低的拉伸速率下也能有效形成。此外，随着拉伸速率的变化，分子链的取向度和片晶厚度也会相应调整，这反映了拉伸过程中分子排列的动态响应。 在较高的拉伸速率下，含β成核剂的纤维相比于纯iPP纤维显示出改善的力学性能，表现为拉伸强度的提升和断裂伸长率的增加。这可能是由于β晶的增加以及分子链和片晶的优化取向，提高了纤维的整体机械性能，使其更能抵抗外力拉伸。 论文的关键词强调了研究的核心：等规聚丙烯、β成核剂、拉伸过程、结晶结构和拉伸性能。这些关键词涵盖了研究的范围，表明该研究对于理解和改进聚丙烯纤维的性能具有实际意义，特别是在塑料、纺织和其他工业应用中，优化的聚丙烯纤维可能带来更好的性能和耐用性。这项工作提供了关于如何通过控制加工条件和添加成核剂来调控聚合物纤维性能的重要见解。