Wide distribution of shish-kebab structure and tensile property of micro-injection-molded isotactic polypropylene microparts: a comparative study with injection-molded macroparts
Wide distribution of shish-kebab structure and tensile property of micro-injection-molded isotactic polypropylene microparts: a comparative study with injection-molded macroparts
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微注塑等规聚丙烯微型零件的网格结构和拉伸性能的广泛分布：与注塑大型零件的比较研究
DOI：
10.1007/s10853-013-7781-z
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发表时间：
2014-02
影响因子：
4.5
通讯作者：
Changyu Shen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kun Dai;Chuntai Liu;Jingbo Chen;Changyu Shen
本文采用不同厚度的模具，在相同的工艺条件下，分别注塑成型等规聚丙烯（iPP）微件和大件。采用扫描电镜（SEM）、二维广角X射线衍射（2D-WAXD）、二维小角X射线散射（2D-SAXS）、差示扫描量热法（DSC）和拉伸试验等手段对复合材料的微观结构和力学性能进行了对比研究。SEM图像显示，这两个部分显示出明显不同的层次结构。一个明显的“皮芯”结构是目前的宏观零件，而广泛分布的串晶结构的发展在剪切和核心层的微观零件，表现出特定的“无芯”形态。2D-WAXD、2D-SAXS和DSC结果表明，与宏观部分相比，微观部分具有更高的取向度和结晶度，这是导致显着高的拉伸强度和模量的原因。本研究为通过调控聚丙烯的内部微观结构来更好地理解聚丙烯的加工结构与性能的关系提供了一个很好的范例。
In this paper, injection-molded isotactic polypropylene (iPP) microparts and macroparts were respectively fabricated by the molds with different thickness under the same processing conditions. Comparative study on microstructure and mechanical property was carried out by means of scanning electron microscopy (SEM), two-dimensional wide-angle X-ray diffraction (2D-WAXD), two-dimensional small-angle X-ray scattering (2D-SAXS), differential scanning calorimetry (DSC) and tensile test. SEM images reveal that the two parts show distinctly different hierarchical structure. An obvious ‘skin–core’ structure is present for the macroparts, while a wide distribution of shish-kebab structure develops in both shear and core layer for microparts, exhibiting a specific ‘core-free’ morphology. 2D-WAXD, 2D-SAXS and DSC results show that microparts have higher orientation degree and crystallinity as compared to macroparts, which are responsible for the remarkably high tensile strength and modulus. Our work provides a good example for better understanding processing structure–property relationship of iPP through tuning their internal microstructure.
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