中国科大李良彬教授团队崔昆朋 Macromolecules: 工业级 iPP 流延过程中 α/β 晶的成核与生长竞争

本文针对工业级聚丙烯（iPP）流延成膜过程中微观结构演变机理不明的问题，采用定制化工业级钢带流延生产线与同步辐射X射线联用技术，实现了真实工况下从熔融态到完全固化全过程的微观结构在线监测。研究发现，在特定工艺窗口（拉伸比1.398–3.18、钢带温度100–140℃、温度梯度适中）内，亚稳β晶会直接优先成核，而非通常认为的依赖α晶基底外延生长。该现象归因于流场与温度场在动力学上抑制了热力学稳定的α晶成核，为β晶提供了有利生长条件。进一步揭示，提高拉伸比促进α相成核，升高钢带温度则有利于β相生成，而整体结晶度稳定在约65%，两相比例规律性变化。FTIR mapping证实了沿膜厚方向的晶相梯度。研究结果为构建工业流延制膜过程中聚丙烯晶相选择性生成机理模型提供了实验依据，并表明在真实工业加工条件下可能发掘全新的结晶演变路径。