针对Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂基于Spheripol工艺制备的聚丙烯釜内合金的初生粒子中存在的两种外观形貌的粒子, 采用红外光谱(FTIR)、 核磁共振(NMR)、 扫描电镜(SEM)、 偏光显微镜(POM)、 热分析(DSC)和力学性能测试等方法对白色和半透明的初生态树脂粒子进行了组成、 结构和力学性能的比较研究。 FTIR, NMR和SEM结果表明, 两者外观形貌的差异主要是二段聚合中乙烯-丙烯共聚物的含量和分布不同。 DSC和POM结果表明, 乙烯-丙烯共聚物的存在使半透明粒子中聚丙烯的结晶速率高于白色粒子。 力学性能测试结果表明, 由于乙烯-丙烯共聚物含量少, 白色粒子的冲击韧性明显低于半透明粒子, 但拉伸强度和弯曲模量明显高于半透明粒子。 并基于聚合工艺提出了两种初生粒子形成的可能机理。

抗冲共聚聚丙烯(IPC)是聚丙烯与乙烯-α-烯烃共聚产物在反应釜内形成的原位共混物, 乙烯-α-烯烃无规共聚物(橡胶相)作为聚丙烯增韧剂, 增韧能力受其组成、 玻璃化转变温度(Tg)的影响很大。 目前工业界主要采用二甲苯可溶物来表征IPC中橡胶相的含量。 该研究采用红外光谱(FTIR)、 核磁共振(NMR)和热分析(DSC)等方法对两种不同催化剂制备的IPC的二甲苯可溶物, 进行了组成、 链结构及热性能对比研究, 结果显示二甲苯可溶物中除了乙烯-丙烯无规共聚物外, 还含有少量的具有可结晶乙烯序列的乙烯-丙烯多嵌段共聚物, 且两个样品中的乙烯-丙烯多嵌段共聚物中可结晶乙烯序列长度存在差别; 两个样品中乙烯、 丙烯单元在分子链上无规分布的程度比较接近; 丙烯序列PPP的含量相对低且乙烯共聚单元含量高的样品具有更低的Tg, 这将有利于其对聚丙烯抗冲击韧性的提高。

以聚己内酰胺(PA6)和1-溴正十六烷为原料, 利用N-烷基化方法制备了具有不同烷基取代度的N-十六烷基聚己内酰胺(PA6C16)。 采用DSC和FTIR方法研究了具有不同烷基取代度的PA6C16的热转变行为。 DSC结果表明N-十六烷基聚己内酰胺的十六烷基侧链可以结晶, 且低取代度的N-十六烷基聚己内酰胺(PA6C16-L)侧链结晶的熔点高于高取代度的N-十六烷基聚己内酰胺(PA6C16-H)。 红外光谱结果表明, PA6C16-L侧链的亚甲基呈正交晶堆积, 而PA6C16-H的侧链亚甲基则呈六方晶堆积。 变温红外光谱结果显示, 伴随着侧链结晶的熔融, PA6C16-H的主链构象发生明显改变, 而PA6C16-L主链的构象则未显示出明显改变。

以聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和1-溴正十六烷为原料, 利用N-烷基化方法合成了N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTAC16), 并采用DSC和FTIR方法进行了详细研究。 DSC结果表明PPTAC16存在侧链结晶行为, 但侧链结晶的完善程度低于正十六烷烃的结晶。 红外光谱结果表明, 烷基侧链结晶中亚甲基堆积的有序度低于正十六烷烃晶体, 亚甲基的构象中存在相当数量的旁式构象。 变温红外光谱结果表明随着温度的升高, 亚甲基的伸缩振动谱带和变角振动谱带的峰位发生突变, 说明侧链结晶的熔融； 该结果与DSC测试结果一致。 另外, 伴随着十六烷基侧链结晶的熔融, PPTAC16的主链发生了一种不可逆的变化, 且熔融后的烷基侧链所处的状态与液态十六烷烃存在差别。

研究了聚丙烯(PP)及含有受阻酚类抗氧剂和受阻胺类光稳定剂复合体系的PP复合物经过γ-射线辐照后发生的结构变化及抗老化剂所起作用。 实验利用红外光谱(FTIR)和示差扫描量热法(DSC)对PP的结构变化进行了系统表征。 研究结果表明, 当辐照剂量较小(＜50 kGy)时, 纯PP及其复合物体系均未发生明显降解； 当辐照剂量较大(≥50 kGy)时, PP及其复合物的羰基指数迅速提高, 二者的结晶温度和熔融温度大幅度降低, 说明PP发生了严重降解。 在相同γ-射线辐照剂量条件下(≥50 kGy), PP复合物的羰基指数高于纯PP, 而结晶温度以及熔融温度低于纯PP, 表明高辐照剂量下抗老化剂复合物的存在不但没有阻止聚丙烯的降解, 反而加快了降解的速率。

用原子力显微镜观察了阴阳离子菁染料及对应的阴离子菁染料和阳离子菁染料吸附在立方体(100)和八面体(111)溴碘化银乳剂颗粒表面形成的J-聚集体的微观结构, 得到了3种不同排列的J-聚集体结构。 研究结果表明, 菁染料分子在溴碘化银颗粒表面不是单层吸附, 而是以一定的形状聚集在溴碘化银表面。 阴阳离子菁染料形成的J-聚集体为“鱼骨”状; 阴离子菁染料的J-聚集体以“卡片堆积”式排列; 阳离子菁染料J-聚集体为“磁砖”式结构。

对2种混合菁染料吸附在溴化银颗粒表面形成的J-聚集体的反射光谱及感光性能与对应菁染料单独吸附在溴化银颗粒表面进行了对比研究。 用紫外-可见分光光计测定了菁染料吸附在溴化银颗粒表面形成J-聚集体的反射光谱。 结果表明: 2种混合菁染料吸附在溴化银颗粒表面形成的J-聚集体的反射光谱分别具有2个最大峰值波长, 并且与对应菁染料单独使用时的峰值波长相一致。 2种混和菁染料的感光性能比对应菁染料单独使用时有较大提高。

研究了聚丙烯/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在365 nm紫外光辐照下的光氧化降解过程中的结构变化。 主要利用红外光谱方法进行表征。 在辐照初期(紫外光辐照时间小于11 h),复合体系的光氧化降解速率大于纯聚丙烯体系;随着辐照时间的延长(大于11 h),复合体系的光氧化降解速率小于纯聚丙烯体系。 主要原因是蒙脱土既有光屏蔽作用,又有加速光氧化降解的作用,这两种作用共存,但在辐照初期,催化光降解作用占主导地位,随着辐照时间延长,光屏蔽作用占主导。 蒙脱土的含量对聚丙烯的光氧化降解速率也存在影响。 另外,蒙脱土的加入对聚丙烯光氧化降解产物也产生影响,羧酸类及酸酐类产物增多,酯类产物减少。