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第 7 期 王迪然，等: 高结晶度 iPP/TMC-300 复合材料的制备及性能 ·1091·

晶峰起始温度 T onset 比在 200 ℃下的 T onset 分别提高 ln[ ln(1 X  t )] lnkn  lnt （4）
了 21.6、17.0、11.2、5.0 ℃，所以 iPP 的自成核作 以 ln[ln(1X t )]对 lnt 作图得直线，从直线的斜
用主要在 167~170 ℃区间内，由于 167 ℃下的 T onset 率 n 和截距 lnk 可以分析结晶生长过程中的信息。
提升最高，因此，选择 167 ℃为 iPP 的自成核处理 通常定义结晶度达到 50%时所需要的时间为半结晶
温度 [11] ，其对应的 t c2, max 值为 139.9 ℃。根据式（2） 时间（t 1/2 ）来衡量结晶速率，其计算方法见式（5）：
计算的成核效率（NE）见表 1，可以看出，添加  ln 2  1/n
t  （5）
TMC-300 具有良好的成核效果，当 TMC-300 的质 1/2   k  
量分数为 0.6%时成核效率达到 56.3%的最高值。 纯 iPP 和 iPP/TMC-300 复合材料的 Avrami 方程
2.2 iPP/TMC-300 复合材料的等温结晶分析 拟合见图 4。
为了进一步评价 TMC-300 对 iPP 结晶速率的促 如图 4 所示，ln[–ln(1–X t )]对 lnt 拟合的曲线在
进作用，使用 Avrami 方程 [21] 探讨了 iPP/TMC-300 相对结晶度为 0~80%之间呈良好的线性关系，表明
复合材料的等温结晶动力学。Avrami 方程见式（3）： 在此结晶度范围内，可以用 Avrami 方程研究复合材
1 X t  exp( kt n ) （3） 料的结晶动力学。当结晶度大于 80%时，由于聚合
式中：n 为 Avrami 指数，反映了聚合物结晶成核和 物的二次结晶、球晶的碰撞和非线性生长使得
生长机理；k 为结晶速率常数，与成核速率和结晶 ln[–ln(1–X t )]对 lnt 的关系曲线偏离了线性 [23] 。由
-n
。
速度有关，min ；X t 为聚丙烯的相对结晶度，% [22] Avrami 方程获得纯 iPP 和 iPP/TMC-300 复合材料的
对式（3）两边连续取对数，可得式（4）： 结晶动力学参数见表 2。

a—w (TMC-300)=0；b—w (TMC-300)=0.2%；c—w (TMC-300)=0.4%；d—w (TMC-300)=0.6%；e—w (TMC-300)=0.8%

图 4 纯 iPP 和 iPP/TMC-300 复合材料的 Avrami 方程分析
Fig. 4 Avrami analysis of pure iPP and iPP/TMC-300 composite materials