1 、實驗部分

1.1 、實驗原料

β-PP-R原料：北歐化工Beta-PPR™ RA7050

1.2、管材制備

將β-PP-R原料在單螺桿管材擠出機上以10米/分鐘速度擠出，經真空箱定徑冷卻制得dn20*en2.8規格管材，按要求控制熔體溫度、冷卻水溫度，制得β-PP-R管材。

1.3、結晶度測定

將生產的管材在室溫下放置24小時，然后從管材端面切取約5mg樣品，放入DSC熱分析儀中用N2保護，以10℃/min的掃描速率從室溫加熱到210℃，記錄管材熔融過程中α晶、β晶熔融峰熱焓ΔHα與ΔHβ。管材α晶、β晶結晶度（Xα、Xβ ）可按下式求得

Xα = ΔHα / ΔHa                            （1）

Xβ = ΔHβ / ΔHb                            （2）

對于i-PP，ΔHα 為177J/g，ΔHβ為168.5J/g [1]。

2 、實驗結果與分析

2.1、加工溫度對管材的影響

圖1 熔體溫度對管材β晶型含量的影響

（冷卻水溫20℃，熔體溫度分別為a 180℃、b 200℃、c 210℃、d 220℃）

表1 管材在不同熔體溫度下的β晶型含量

在β-PP-R管材擠出加工過程中，熔體溫度對管材的β晶體含量有較大影響。圖1為不同熔體溫度下制得β-PP-R管材的熔融曲線，結合圖1和表1可以看出，當熔體溫度在180℃時，管材的β晶體含量很低，隨著熔體溫度的上升，管材的β晶體含量逐漸增加，當熔體溫度高于210℃以上時，繼續提高熔體溫度的對管材的β晶體的影響不明顯。這是因為當熔體溫度為180℃時，由于熔溫較低，原料在擠出機內沒有完全熔融，殘余未熔融的晶體會在管材冷卻時起到α成核劑的作用，加速管材的α結晶過程，使得管材的β晶體含量降低。因此，β-PP-R管材加工時的熔體溫度應不低于210℃。

2.2 、冷卻水溫對管材的影響

在管材的實際生產中，熔融的管材出模頭后首先通過真空定徑冷卻成型，真空箱中冷卻水的溫度決定了管材的冷卻速率。圖2為不同冷卻水溫下制得β-PP-R管材的熔融曲線，結合表2的數據，可以看出，當冷卻水溫度低于20℃時，管材中β晶體含量較少，這是由于冷卻水溫度過低使得管材冷卻速率過快，管材結晶時間短，附生中心來不及完善，分子來不及調整手性以滿足β晶型手性要求，使得β晶含量降低。隨著冷卻水溫度上升，管材冷卻速率逐漸下降，管材β晶體含量逐漸上升。

圖2 冷卻速率對管材β晶型含量的影響

（熔體溫度220℃，冷卻水溫分別為a 18℃、b 25℃、c 34℃）

表2 管材在不同冷卻速率下的β晶型含量

2.3 、退火對管材的影響

在管材下線以后，為了消除管材內應力，可以將管材放入烘箱中進行退火處理。圖3為不同溫度下對β-PP-R管材退火后的熔融曲線。結合表3的數據，可以看出，退火可以提高管材的β晶含量，與此同時，管材總的結晶度也隨之上升。然而，當退火溫度達到120℃時，β晶含量明顯下降，且α晶體含量上升，這是因為β晶體這種亞穩態的晶型在高溫下部分轉變成了α晶體，造成β晶體含量下降[2]。

圖3 退火對管材β晶型含量的影響

（a 不退火、b 100℃退火2h、c 110℃退火2h 、d 120℃退火溫度2h）

表3 管材在不同冷卻速率下的β晶型含量

3、結論

3.1、熔體溫度對β-PP-R管材中β晶含量有較大影響，為保證原料在擠出加工時充分熔融，熔體溫度應不低于210℃。

3.2、提高冷卻水溫度，可以降低管材冷卻速率，使得管材中β晶含量提高。

3.3、通過對管材進行退火處理，可以提高管材的β晶結晶度和總結晶度，但退火溫度不能過高，否則管材中的β晶體會轉變為α晶體，使得管材的β晶含量降低。

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