Tato diplomová práce se zabývá problematikou krystalizace směsí lineárního a rozvětveného polypropylenu s přídavkem beta-nukleačního činidla. Zaměření je na tvorbu krystalické beta fáze, která směsím dodává větší houževnatost a tažnost, což rozšiřuje jejich aplikační potenciál. Cílem práce bylo charakterizovat krystalickou strukturu směsí lineárního polypropylenu a polypropylenu s dlouhými větvemi s přídavkem nukleačního činidla při zvyšujících se rychlostech chlazení pomocí běžné a flash diferenciální skenovací kalorimetrie, širokoúhlé rentgenové difrakce a optické a elektronové mikroskopie. Bylo zjištěno, že přídavek větveného polypropylenu k lineárnímu vede ke snižování obsahu beta fáze, naopak vede ke vzniku určitého podílu gama fáze. Kromě toho, na polymorfní složení má vliv také rychlost chlazení, vyšší rychlost chlazení podporuje vznik beta fáze. Jako nejvýhodnější byl vyhodnocen přídavek 1 hm. % větveného polypropylenu k lineárnímu.
Annotation in English
This diploma thesis is focused on crystallization of linear and long-chain branched polypropylene blends with beta-nucleating agent. Primary goal is to induce creation of crystalline beta phase, which provides blends with higher toughness and ductility, thus widening their application potential. The goal of this work was to characterize crystalline structure of linear and long-chain branched polypropylene blends with beta-nucleating agent crystallized during increasing cooling rates using conventional and flash differential scanning calorimetry, wide-angle x-ray diffraction and optical and electron microscopy. It was found that addition of long-chain branched polypropylene to linear polypropylene reduces fraction of beta phase, while inducing creation of small amount of gamma phase. Besides that, cooling rate was also found to be affecting polymorphic structure, with increasing cooling rates, beta phase fraction also increased. The best results were observed in blends with 1 wt. % content of long-chain branched polypropylene.
Keywords
polypropylen, PP, beta-nukleace, polymerní směsi, polypropylen s dlouhými větvemi, WAXD, SEM, DSC
Tato diplomová práce se zabývá problematikou krystalizace směsí lineárního a rozvětveného polypropylenu s přídavkem beta-nukleačního činidla. Zaměření je na tvorbu krystalické beta fáze, která směsím dodává větší houževnatost a tažnost, což rozšiřuje jejich aplikační potenciál. Cílem práce bylo charakterizovat krystalickou strukturu směsí lineárního polypropylenu a polypropylenu s dlouhými větvemi s přídavkem nukleačního činidla při zvyšujících se rychlostech chlazení pomocí běžné a flash diferenciální skenovací kalorimetrie, širokoúhlé rentgenové difrakce a optické a elektronové mikroskopie. Bylo zjištěno, že přídavek větveného polypropylenu k lineárnímu vede ke snižování obsahu beta fáze, naopak vede ke vzniku určitého podílu gama fáze. Kromě toho, na polymorfní složení má vliv také rychlost chlazení, vyšší rychlost chlazení podporuje vznik beta fáze. Jako nejvýhodnější byl vyhodnocen přídavek 1 hm. % větveného polypropylenu k lineárnímu.
Annotation in English
This diploma thesis is focused on crystallization of linear and long-chain branched polypropylene blends with beta-nucleating agent. Primary goal is to induce creation of crystalline beta phase, which provides blends with higher toughness and ductility, thus widening their application potential. The goal of this work was to characterize crystalline structure of linear and long-chain branched polypropylene blends with beta-nucleating agent crystallized during increasing cooling rates using conventional and flash differential scanning calorimetry, wide-angle x-ray diffraction and optical and electron microscopy. It was found that addition of long-chain branched polypropylene to linear polypropylene reduces fraction of beta phase, while inducing creation of small amount of gamma phase. Besides that, cooling rate was also found to be affecting polymorphic structure, with increasing cooling rates, beta phase fraction also increased. The best results were observed in blends with 1 wt. % content of long-chain branched polypropylene.
Keywords
polypropylen, PP, beta-nukleace, polymerní směsi, polypropylen s dlouhými větvemi, WAXD, SEM, DSC
Polypropylen obsahující dlouhé větve (LCB-PP) vykazuje ve srovnání s běžným lineárním polypropylenem (PP) výrazně vyšší pevnost taveniny, je tudíž vhodnější pro zpracovatelské technologie jako tvarování, vyfukování či zpěňování. Vytváření směsí těchto dvou polymerů může vést k optimalizaci vlastností pro danou aplikaci. Změna molekulové struktury ve větveném polypropylenu má vliv také na krystalizační chování. Zejména použití specifického beta-nukleačního činidla nemá stejný účinek, jako v případě lineárního polypropylenu. Řešením by mohla být právě příprava směsí. Cílem této diplomové práce je studium neizotermní krystalizace směsí LCB-PP a PP s přídavkem beta-nukleačního činidla. K tomuto účelu se využije zejména diferenciální snímací kalorimetrie a širokoúhlá rentgenografie.
Research Plan
Polypropylen obsahující dlouhé větve (LCB-PP) vykazuje ve srovnání s běžným lineárním polypropylenem (PP) výrazně vyšší pevnost taveniny, je tudíž vhodnější pro zpracovatelské technologie jako tvarování, vyfukování či zpěňování. Vytváření směsí těchto dvou polymerů může vést k optimalizaci vlastností pro danou aplikaci. Změna molekulové struktury ve větveném polypropylenu má vliv také na krystalizační chování. Zejména použití specifického beta-nukleačního činidla nemá stejný účinek, jako v případě lineárního polypropylenu. Řešením by mohla být právě příprava směsí. Cílem této diplomové práce je studium neizotermní krystalizace směsí LCB-PP a PP s přídavkem beta-nukleačního činidla. K tomuto účelu se využije zejména diferenciální snímací kalorimetrie a širokoúhlá rentgenografie.
Recommended resources
1. J. Varga. Crystallization, Melting and Supermolecular Structure of Isotactic Polypropylene. In: J. Karger-Kocsis. Polypropylene: Structure, Blends and Composites, vol. 1. London: Chapman & Hall, 1995.
2. J. Varga. Beta-modification of isotactic polypropylene: Preparation, structure, processing, properties, and application. Journal of Macromolecular Science ? Physics, 2002, 41:1121.
3. J. Tian, W. Yu, Ch. J. Zhou. Crystallization behaviors of linear and long chain branched polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 104:3592.
4. Z. Su, H. Wang, J. Dong, X. Zhang, X. Dong, Y. Zhao, J. Yu, Ch. C. Han, D. Xu, D. Wang. Conformation transition and crystalline phase variation of long chain branched isotactic polypropylenes (LCB-iPP). Polymer, 2007, 48:870.
Recommended resources
1. J. Varga. Crystallization, Melting and Supermolecular Structure of Isotactic Polypropylene. In: J. Karger-Kocsis. Polypropylene: Structure, Blends and Composites, vol. 1. London: Chapman & Hall, 1995.
2. J. Varga. Beta-modification of isotactic polypropylene: Preparation, structure, processing, properties, and application. Journal of Macromolecular Science ? Physics, 2002, 41:1121.
3. J. Tian, W. Yu, Ch. J. Zhou. Crystallization behaviors of linear and long chain branched polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 104:3592.
4. Z. Su, H. Wang, J. Dong, X. Zhang, X. Dong, Y. Zhao, J. Yu, Ch. C. Han, D. Xu, D. Wang. Conformation transition and crystalline phase variation of long chain branched isotactic polypropylenes (LCB-iPP). Polymer, 2007, 48:870.
