Tato diplomová práce se zabývá studiem neizotermní krystalizace směsí lineárního polypropylenu a polypropylenu s dlouhými větvemi spolu s -nukleačním/zjasňovacím činidlem Millad 3988 na bázi 1,3;2,4-bis(3,4-dimethylbenzyliden) sorbitolu. Zjasňovací činidla se obecně používají k modifikaci optických vlastností polypropylenu např.
v obalových aplikacích.
Krystalizační chování a morfologie byly zkoumány pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie, širokoúhlé rentgenové difrakce, polarizační a elektronové skenovací mikroskopie. Bylo zjištěno, že vliv složení směsí na teplotu krystalizace se projevuje až při vysokých rychlostech krystalizace: směs s nižším podílem LCB-PP krystalizuje při nižší teplotě. Dále byl pozorován vznik dvojitého krystalizačního exotermu u nízkých rychlostí chlazení u lineárního PP a směsí s nízkým zastoupením LCB-PP, což poukazuje na dva mechanismy krystalizace. Teplota tání byla u LCB-PP výrazně nižší než u všech ostatních vzorků.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the study of non-isothermal crystallization of linear and long-chain branched polypropylene blends with -nucleating/clarifying agent Millad 3988 based on 1,3;2,4-bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol. Clarifying agents are generally used to modify the optical properties of polypropylene in packaging applications.
The practical part of this work is aimed to induce the creation of crystalline alpha-phase and to characterize the crystalline structure of long-chain branched polypropylene and linear polypropylene blends with the addition of an alpha-nucleating/clarifying agent. The samples were examined during five increasing cooling rates by several methods: differential scanning calorimetry, flash differential scanning calorimetry, wide-angle X-ray diffraction, electron, and optical microscopy.
According to the experimental data, the largest changes in crystallization temperatures and crystallinity were achieved with increasing cooling rates. It was found that the effect of the composition of the mixtures on the crystallization temperature is manifested only at high crystallization rates: the mixture with a lower content of LCB-PP crystallizes at a lower temperature. Furthermore, a double crystallization exotherm was formed at low cooling rates for linear PP and mixtures with a low content of LCB-PP, which points to two crystallization mechanisms. The melting temperature of LCB-PP was significantly lower than all other samples. polypropylene, PP, alfa-nucleation, long-chain branched polypropylene, WAXD, SEM, DSC
Keywords
polypropylen, PP, alfa-nukleace, polypropylen s dlouhými větvemi, WAXD, SEM, DSC
Keywords in English
polypropylene, PP, alfa-nucleation, long-chain branched polypropylene, WAXD, SEM, DSC
Length of the covering note
84
Language
CZ
Annotation
Tato diplomová práce se zabývá studiem neizotermní krystalizace směsí lineárního polypropylenu a polypropylenu s dlouhými větvemi spolu s -nukleačním/zjasňovacím činidlem Millad 3988 na bázi 1,3;2,4-bis(3,4-dimethylbenzyliden) sorbitolu. Zjasňovací činidla se obecně používají k modifikaci optických vlastností polypropylenu např.
v obalových aplikacích.
Krystalizační chování a morfologie byly zkoumány pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie, širokoúhlé rentgenové difrakce, polarizační a elektronové skenovací mikroskopie. Bylo zjištěno, že vliv složení směsí na teplotu krystalizace se projevuje až při vysokých rychlostech krystalizace: směs s nižším podílem LCB-PP krystalizuje při nižší teplotě. Dále byl pozorován vznik dvojitého krystalizačního exotermu u nízkých rychlostí chlazení u lineárního PP a směsí s nízkým zastoupením LCB-PP, což poukazuje na dva mechanismy krystalizace. Teplota tání byla u LCB-PP výrazně nižší než u všech ostatních vzorků.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the study of non-isothermal crystallization of linear and long-chain branched polypropylene blends with -nucleating/clarifying agent Millad 3988 based on 1,3;2,4-bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol. Clarifying agents are generally used to modify the optical properties of polypropylene in packaging applications.
The practical part of this work is aimed to induce the creation of crystalline alpha-phase and to characterize the crystalline structure of long-chain branched polypropylene and linear polypropylene blends with the addition of an alpha-nucleating/clarifying agent. The samples were examined during five increasing cooling rates by several methods: differential scanning calorimetry, flash differential scanning calorimetry, wide-angle X-ray diffraction, electron, and optical microscopy.
According to the experimental data, the largest changes in crystallization temperatures and crystallinity were achieved with increasing cooling rates. It was found that the effect of the composition of the mixtures on the crystallization temperature is manifested only at high crystallization rates: the mixture with a lower content of LCB-PP crystallizes at a lower temperature. Furthermore, a double crystallization exotherm was formed at low cooling rates for linear PP and mixtures with a low content of LCB-PP, which points to two crystallization mechanisms. The melting temperature of LCB-PP was significantly lower than all other samples. polypropylene, PP, alfa-nucleation, long-chain branched polypropylene, WAXD, SEM, DSC
Keywords
polypropylen, PP, alfa-nukleace, polypropylen s dlouhými větvemi, WAXD, SEM, DSC
Keywords in English
polypropylene, PP, alfa-nucleation, long-chain branched polypropylene, WAXD, SEM, DSC
Research Plan
Větvený polypropylen ve srovnání s běžným lineárním vykazuje vyšší elongační viskozitu, tudíž se lépe zpracovává např. technologií vyfukování či zpěňování. Nicméně přítomnost dlouhých větví ovlivňuje proces krystalizace a tak i konečnou morflogii. Vzhledem k častým aplikacím polypropylenu v obalech se k úpravě optických vlastností používá zjasňovacích činidel, která rovněž silně ovlivňují krystalizační chování. V praxi se využívají směsi lineárního a větveného polypropylenu z důvodu optimalizace nákladů a také výsledných vlastností. Tato práce se zaměří na studium neizotermní krystalizace směsí lineárního a větveného polypropylenu s přídavkem zjasňovacího činidla. K tomuto účelu se použije zejména diferenciální snímací kalorimetrie.
Research Plan
Větvený polypropylen ve srovnání s běžným lineárním vykazuje vyšší elongační viskozitu, tudíž se lépe zpracovává např. technologií vyfukování či zpěňování. Nicméně přítomnost dlouhých větví ovlivňuje proces krystalizace a tak i konečnou morflogii. Vzhledem k častým aplikacím polypropylenu v obalech se k úpravě optických vlastností používá zjasňovacích činidel, která rovněž silně ovlivňují krystalizační chování. V praxi se využívají směsi lineárního a větveného polypropylenu z důvodu optimalizace nákladů a také výsledných vlastností. Tato práce se zaměří na studium neizotermní krystalizace směsí lineárního a větveného polypropylenu s přídavkem zjasňovacího činidla. K tomuto účelu se použije zejména diferenciální snímací kalorimetrie.
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. M. Rätzsch. Reaction mechanism to long-chain branched PP. Journal of Macromolecular Science – Pure and Applied Chemistry, 1999, 36:1759.
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.
5. M. Kristiansen, M. Werner, T. Tervoort, P. Smith, M. Blomenhofer, H. W. Schmidt. The binary system isotactic polypropylene/bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol: phase behavior, nucleation, and optical properties. Macromolecules. 2003, 36, 14:5150.
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. M. Rätzsch. Reaction mechanism to long-chain branched PP. Journal of Macromolecular Science – Pure and Applied Chemistry, 1999, 36:1759.
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.
5. M. Kristiansen, M. Werner, T. Tervoort, P. Smith, M. Blomenhofer, H. W. Schmidt. The binary system isotactic polypropylene/bis(3,4-dimethylbenzylidene)sorbitol: phase behavior, nucleation, and optical properties. Macromolecules. 2003, 36, 14:5150.
