Investigation of the crystallization behaviour of polypropylene — polyethylene blends by optical microscopy

Summary

The morphology of blends of isotactic polypropylene and linear polyethylene up to a PE content of 40% has been investigated by optical microscopy.

These incompatible systems segregate into two discrete phases where the PE phase appears in approximately globular shaped domains of some µm in size. Size and distribution of the PE domains are determined both by the thermal history of the sample and by the composition. The size of the PE domains increases with the PE content as well as with the temperature of the melt and the time of annealing in the melt.

While the polyethylene in the blend crystallizes non-spherulitic, the polypropylene matrix builds up large spherulites under the crystallization conditions chosen. The growth of these spherulites is not influenced by the presence of the PE domains, although these domains are built in the spherulites. The spherulitic growth rate is independent of the composition.

Zusammenfassung

Die Morphology von Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und linearem Polyäthylen mit PE-Anteilen bis 40% wurde mit Hilfe der Lichtmikroskopie untersucht. In diesen Mischungen aus zwei unverträglichen Polymeren tritt eine Phasentrennung auf, wobei die PE-Phase in angenähert kugelförmigen Aggregaten von einigen µm Größe auftritt. Sowohl die Größe als auch die Verteilung dieser PE-„Inseln” wird durch die thermische Vorgeschichte und die Zusammensetzung der Probe bestimmt. Die Größe der PE-Inseln wächst mit zunehmendem PE-Anteil und proportional zur Schmelztemperatur sowie der Verweildauer der Probe in der Schmelze. Während die Polyäthylenkomponente nichtsphärolithisch auskristallisiert, bildet die PP-Komponente unter den hier gewählten Kristallisationsbedingungen große Sphärolithe aus. Das Wachstum dieser Sphärolithe wird durch die Anwesenheit der PE-Inseln auch innerhalb der Sphärolithe nicht gestört. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Sphärolithe hängt auch nicht von der Zusammensetzung der Probe ab.