CHARACTERIZATION OF METALLOCENE-MADE POLYPROPYLENE WITH NARROW DISTRIBUTION OF MOLECULAR WEIGHT

ABSTRAKT V této práci byl charakterizován polypropylén metalocenového typu (mPP) s úzkou distribucí molekulových hmotností a změna jeho struktury po izotermické krystalizaci v závislosti na použité teplotě krystalizace a stupni štěpení polymeru (klesající molekulová hmotnost). Peroxidické odbourávání materiálu se projevilo při FTIR-ATR analýze, která prokázala přítomnost dvojných vazeb. Základní lisované materiály podrobený tahové zkoušce vykázaly mírně klesající trend snižující se pevnosti, modulu pružnosti i tažnosti v závistlosti na klesající molekulové hmotnosti. Při termické analýze se stupeň štěpení mPP projevil klesající teplotou rozkladu. Při pozorování nadmolekulární struktury odleptaných materiálů MET0–MET3 (MET0 původní a MET1–MET3 postupně štěpené) byla na CLSM identifikována kromě běžně se vyskytující fáze také přítomnost fáze , což následně potvrdila i XRD analýza, kdy se podíl fáze snižoval společně s klesající molekulovou hmotností. Naproti tomu rozdíly ve struktuře materiálů MET0–MET3 nebyly prokázány charakterizací na DSC, kde všechny mPP vykázaly stejnou teplotu tání, teplotu krystalizace i stupeň krystalinity. Kromě základní charakterizace byl mPP podroben izotermické krystalizaci na DSC při teplotách 120–126 °C. Vzniklý materiál obsahoval vždy fázi , jejíž zastoupení se zvyšovalo s rostoucí teplotou izotermické krystalizace, přičemž fáze byla vždy více zastoupená v MET0 ve srovnání s MET3. Zastoupení fáze prokázala XRD analýza i následný ohřev na DSC, kdy vznikly dvě endotermické odezvy příslušející táním obou fází. Na povrchu byla přítomnost fáze u MET0 a MET3 potvrzena na CLSM. Proces izotermické krystalizace byl sledován také na POM, kdy se opět potvrdila přítomnost fáze , jejíž podíl v materiálu klesal se snižující se molekulovou hmotností. Rychlost růstu krystalických útvarů se zvyšovala s klesající molekulovou hmotností, zatímco rychlost nárůstu krystalické fáze s klesající molekulovou hmotnostní klesala.Metallocene based polypropylene (mPP) with very narrow distribution of molecular weight was peroxide-degraded to materials of four different molecular weights including the original mPP labeled MET1–MET3 and MET0, respectively. Double bonds formed after peroxide-degradation was proved on material surfaces by FTIR-ATR (attenuated total reflection of Fourier-transformed infrared spectroscopy). The decreasing molecular weight led to gradual decrease of the tensile strength, tensile modulus as well as the strain and to the decrease of the temperature of thermal decomposition. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) of chemically etched surfaces of MET0–MET3 revealed supramolecular structure of commonly occurred structure (radical spherulites) but also supramolecular structure of form (sheaf-like structure). The latter was proved by XRD together with the fact that the content of form decreases with decreasing molecular weight. The mentioned structure differences were not visible on DSC curves because the amount of structure was small and melting temperature, temperature of crystallization and the degree of crystallinity remained the same for all four types of mPP. The structure of the original materials was also characterized after isothermal crystallization performed on differential scanning calorimetry (DSC) and under polarizing optical microscope (POM). The first was performed at 120–126 °C and the latter at 130 °C (Tic). The materials obtained on DSC always contained the structure and its amount increased with increasing Tic whereas higher content of form was always in MET0 with respect to MET3. The structure was proved by XRD and also by DSC heating run followed immediately after the isothermal process. The latter revealed two endotherms belonging to melting of and forms. The presence of form was on the surfaces proved by CLSM. The formation of structure was in-situ observed on POM and the amount of it decreased with decreasing molecular weight. The spherulite growth rate increased with decreasing molecular weight whereas the rate of crystalline portion expressed as half-time of crystallization decreased with decreasing molecular weight