Spherulite Growth and Crystallization Kinetics of Polypropylene and its blends

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Die Kristallisationskinetik in Polymeren ist ein sehr wichtiges Thema im Bereich der Kunststofftechnik, da die Kristallisation mit den Eigenschaften von Polymeren korreliert. Die Kristallisation befasst sich mit der Ausrichtung und Anordnung der Polymerkristalle in ihrer Mikrostruktur, was wiederum den Grad der Kristallinität des Polymers bestimmt, der sich auf die thermischen, optischen und mechanischen Eigenschaften sowie auf die allgemeine Anwendung der Polymere auswirkt. In Bezug auf die Anwendungen ist Polypropylen (PP) eines der am häufigsten verwendeten Polymere in der Kunststoffindustrie, weshalb es unbedingt erforderlich ist, es zu recyceln und im Kreislauf der Wirtschaft zu halten. Das Mischen von Polypropylen ist eine nachhaltige und materialeffiziente Art des Polymerrecyclings. Um erfolgreich gemischtes recyceltes PP zu entwickeln, ist es wichtig, die Kristallisationskinetik der einzelnen Polypropylentypen und ihrer Mischungen zu verstehen. In dieser Arbeit wurde die Kinetik des Kristallisationswachstums der verschiedenen Polypropylentypen und ihrer Mischungen auf zwei verschiedenen Wegen mittels isothermischer Analyse untersucht. Sowohl die Differential Scanning Calorimetry als auch die optische Mikroskopie mit polarisiertem Licht unter Verwendung eines Heiztisches bei verschiedenen isothermen Kristallisationstemperaturen wurden eingesetzt, um die Keimbildungsrate, die Wachstumsrate und die allgemeine Kristallisationskinetik von Polypropylen und seinen Blends zu untersuchen. Bei der Analyse der aus den Experimenten gewonnenen Ergebnisse wurde das Avrami-Gesetz, das die Grundlage für das Verständnis der Kristallisationskinetik von Polymeren bildet, zur Bewertung der Wachstumsrate von Polypropylen Homo, Polypropylen Block und Polypropylen Random sowie von Mischungen, die aus den Typen Polypropylen Random und Block, Polypropylen Homo und Random und Polypropylen Homo und Block bestehen, verwendet. Dies geschah, um die Auswirkungen der Proben aufeinander in Bezug auf die Kristallisationskinetik zu untersuchen und zu verstehen. Die Avrami-Zahlen und Exponenten wurden für die Vorhersage der Keimbildungsrate und der Kristallgeometrie von PP und seinen Blends verwendet. Die erhaltenen Werte lagen zwischen 2 und 4, was bedeutet, dass die Geometrie kugel- oder scheibenförmig ist. Die Keimbildungskonstanten und präexponentiellen Konstanten, die aus der Lauritzen-Hoffman-Analyse unter Verwendung von PLOM und DSC gewonnen wurden, wurden miteinander und mit Literaturwerten verglichen, um die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen ihnen zu ermitteln. Auf der Grundlage der Ergebnisse können verschiedene PP Typen, insbesondere Polypropylen-Blockcopolymere und Polypropylen-Homopolymere, gemischt werden, um eine einzige interpenetrierende Phase ohne offensichtliche Trennung zu erhalten, die während der Verarbeitung für das Recycling ko-kristallisiert werden kann.

Details

Titel in ÜbersetzungSphärolitisches Wachstum und Kristallisationskinetik von Polypropylen und seinen Mischungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung18 Okt. 2024
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2024