Volume 75, Issue 1 p. 134-158
Article

Crystalline forms of isotactic polypropylene

A. Turner Jones

A. Turner Jones

From the Imperial Chemical Industries Limited, Welwyn Garden City, Herts., England

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Jean M. Aizlewood

Jean M. Aizlewood

From the Imperial Chemical Industries Limited, Welwyn Garden City, Herts., England

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D. R. Beckett

D. R. Beckett

From the Imperial Chemical Industries Limited, Welwyn Garden City, Herts., England

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First published: 1964
Citations: 1,347

Abstract

en

The X-ray diffraction patterns of two crystalline forms of isotactic polypropylene, the β- and γ-forms distinct from the α-form described by NATTA1, have been recorded. The β-form, previously observed only as single spherulites6 has now been obtained in a well crystalline polymer, practically free of α-form. The γ-form is obtained, free of α-form, in stereoblock fractions taken over the range 35–70°C. from normal commercial polypropylenes; the γ-form is formed after cooling from the melt. The conditions for the production of the two forms and their melting behaviour, have been investigated by X-rays.

Oriented fibres were not obtained in either form as conversion to α-form took place on drawing. Both forms have a ternary helical chain configuration. The derivation of the unit cells of the β- and γ-forms from X-ray photographs of unoriented specimens has been attempted and speculations have been made as to the packing of the helices in both forms. There are at least six and possibly twelve helical chains in the pseudohexagonal unit cell of the β-form; the unit cell of the γ-form is triclinic.

Abstract

de

Die RÖNTGENbeugung zweier Kristallformen von isotaktischem Polypropylen, und zwar der β- und γ-Formen, die sich von der von NATTA beschriebenen α-Form unterscheiden, wurde untersucht. Die bisher nur in einzelnen Sphärolithen gefundene β-Form wurde jetzt in einem hochkristallinen Polymerisat erhalten, das praktisch von jedem Anteil an α-Form frei ist. Die γ-Form erhält man frei von der α-Form in Stereoblockfraktionen, die im Temperaturbereich von 35–70°C aus handelsüblichen Polypropylentypen gewonnen werden: die γ-Form entsteht durch Abkühlung aus der Schmelze. Die Bedingungen zur Herstellung beider in Frage kommenden Kristallformen und deren Schmelzverhalten wurden mittels RÖNTGENstrahlen untersucht.

Orientierte Fasern erhielt man nicht in den entsprechenden Formen, da beim Verstrecken eine Umwandlung in die α-Form stattfand. Bei beiden Formen liegt eine ternäre spiralförmige Kettenkonfiguration vor. Es wurde versucht, die Elementarzellen der β-und γ-Formen mit Hilfe von RÖNTGENaufnahmen nicht orientierter Proben abzuleiten, und es wurden Vermutungen über die Packung der Helices in den beiden Modifikationen angestellt. Die pseudohexagonale Elementarzelle der β-Form enthält mindestens 6, möglicherweise auch 12 Helices; die Elementarzelle der γ-Form ist triklin.

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