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·1092· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

表 2 iPP 及 iPP/TMC-300 复合材料的等温结晶动力学参数 一般情况下，iPP 常以 α 和 β 晶型存在。如图 5
Table 2 Crystallization kinetic parameters of iPP and 所示，纯 iPP 在 2θ=14.2、17.1、18.6、21.9和 16.0
iPP/TMC-300 composite materials
处分别出现对应于 α 晶型的（110）、（040）、（130）、
w(TMC-300)/% T c/℃ n k/min –n t 1/2/min [24]
（1 ¯31）和 β 晶型的（300）晶面衍射峰 。图中 α
0 126 2.61 2.3×10 –1 1.53
晶型对应的峰特别强，β 晶型对应的峰特别弱，表
128 2.73 4.7×10 –2 2.69
明实验所用的 iPP 主要以 α 晶型为主，仅含有少量
130 2.73 9.3×10 –3 4.85
的 β 晶型。在 iPP 中添加不同含量的 TMC-300 后，
0.2 126 2.58 19.1 0.28
衍射峰的位置没有发生偏移，且没有新衍射峰的出
128 2.59 8.5 0.38
现，α 晶型对应的峰与 β 晶型对应的峰变化不大，
130 2.73 4.0 0.52
表明成核剂 TMC-300 对 iPP 的晶体结构没有太大的
0.4 126 2.66 16.0 0.31
影响。
128 2.58 8.7 0.37
130 2.68 4.1 0.52 2.4 iPP/TMC-300 复合材料的 POM 分析
0.6 126 2.55 11.8 0.33 纯 iPP 及 iPP/TMC-300 复合材料在 130℃下等
128 2.51 6.7 0.41 温结晶的偏光显微镜照片见图 6。
130 2.68 3.2 0.57
0.8 126 2.57 10.6 0.35
128 2.56 5.8 0.44
130 2.56 2.7 0.59

如表 2 所示，纯 iPP 以及 iPP/TMC-300 复合材
料的 n 值均在 2.51~2.73，说明 TMC-300 的添加对
结晶机理的影响不大，但对半结晶时间（t 1/2 ）有显
著影响，在相同结晶温度下，加入 TMC-300 后 iPP

的 t 1/2 明显减小，例如：在 130 ℃下，纯 iPP 的 t 1/2
为 4.85 min，当 TMC-300 的质量分数为 0.2%时，t 1/2
变为 0.52 min，缩短了近 89%，半结晶时间（t 1/2 ）

越短，聚合物结晶速率越快，说明添加 TMC-300 能 a—w (TMC-300)=0 (35 s)；b—w (TMC-300)=0 (5 min)；
加快 iPP 的结晶速率，缩短了晶体生长对时间的依 c—w (TMC-300)=0.6% (10 s)；d—w (TMC-300)=0.6% (35 s)

赖。同时，随着结晶峰温度的升高，同一体系的纯 图 6 纯 iPP 及 iPP/TMC-300 复合材料在 130℃下等温结
晶的偏光显微镜照片
iPP 及 iPP/TMC-300 复合材料的 k 值均减小，而 t 1/2
值均增大，说明温度的提高尽管使 iPP 的分子链运 Fig. 6 POM photographs of isothermal crystallization of
pure iPP and iPP/TMC-300 composite materials at
动加剧，但由于过冷度的降低使其成核速率降低， 130 ℃
从而致使整个晶体形成速率降低。
如图 6 所示，纯 iPP 是典型的球晶结构，而且
2.3 iPP/TMC-300 复合材料的 XRD 分析
球晶的尺寸较大，会有明显的黑十字消光现象，这
纯 iPP、TMC-300 及 iPP/TMC-300 复合材料的
表明纯 iPP 的球晶有各向异性，所以在正交偏光下
XRD 谱见图 5。
会呈现黑十字消光现象，但是添加了 TMC-300 后，
黑十字消光现象并没有消失，只是由于 iPP 的球晶
尺寸减小和球晶数量增加，在同等倍数下的 POM 照
片中看不出黑十字消光现象；另外，当 TMC-300 的
质量分数为 0.6%时，在 130 ℃下等温 35 s 时晶体已
布满整个视野，而纯 iPP 在 130 ℃下等温 35 s 时只
有少量的球晶出现，经过 5 min 以后球晶才能布满
整个视野。这同样表明 TMC-300 的添加能大幅度提
高 iPP 的结晶速率和成核效率。

2.5 iPP/TMC-300 复合材料的 SEM 分析
图 5 纯 iPP、TMC-300 及 iPP/TMC-300 复合材料的 XRD 谱 纯 iPP 及 iPP/TMC-300 复合材料冲击断面的
Fig. 5 XRD patterns of pure iPP, TMC-300 and iPP/TMC-
300 composite materials SEM 照片见图 7。