剪切對(duì)聚乳酸和聚乳酸-石墨烯復(fù)合材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響.pdf

1、高分子納米復(fù)合材料是利用熔融共混、溶液共混或原位聚合等方法將納米粒子或納米結(jié)構(gòu)材料添加到高分子材料中從而獲得具有優(yōu)良性能的新材料。同時(shí),由于高分子材料在加工過程(注塑、擠出、紡絲)中要受到流場(chǎng)的影響,外場(chǎng)在一定程度上會(huì)影響高分子材料的物理結(jié)構(gòu),進(jìn)而會(huì)影響其性能以及應(yīng)用。因此,研究剪切對(duì)高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及結(jié)晶行為的影響有重要的意義。
　　本論文主以聚乳酸和聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料為研究對(duì)象,分別研究了剪切對(duì)其結(jié)晶結(jié)構(gòu)及結(jié)晶行為

2、的影響。
　　首先,分析了剪切對(duì)聚乳酸結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同剪切條件下聚乳酸在86℃和96℃等溫結(jié)晶過程中只形成α’晶型;在106℃和116℃下等溫結(jié)晶時(shí)形成α’和α兩種晶型;在126℃和136℃等溫結(jié)晶只形成α晶。隨剪切速率增加,聚乳酸片晶取向度隨剪切速率增加而增大,聚乳酸片晶在垂直于剪切方向上的長(zhǎng)周期隨剪切速率增加而增大,而剪切方向上的長(zhǎng)周期以及在兩個(gè)方向上的非晶層厚度隨著剪切速率的增大基本保持不變。而隨剪切

3、溫度升高,聚乳酸片晶垂直剪切方向上的長(zhǎng)周期以及樣品的取向度逐漸減小。而在相同的剪切形變下,垂直剪切方向上的長(zhǎng)周期以及取向度隨剪切速率增加而逐漸增大。剪切能明顯加快聚乳酸結(jié)晶過程,提高其球晶徑向生長(zhǎng)速率。
　　然后,分析了聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為。與聚乳酸材料相比,聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料在不同溫度下等溫結(jié)晶后形成與聚乳酸樣品相同的晶型,但結(jié)晶結(jié)構(gòu)有所變化。如聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的片晶具有較小的長(zhǎng)周期。聚乳酸/石墨

4、烯復(fù)合材料比聚乳酸有較高的結(jié)晶速率和球晶徑向生長(zhǎng)速率。
　　最后,分析了剪切對(duì)聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響。實(shí)驗(yàn)表明,在實(shí)驗(yàn)條件下,剪切不改變聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的晶型,但會(huì)改變不同晶面的面間距。另外,聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料在垂直于剪切方向上的長(zhǎng)周期隨剪切速率增加先增加,當(dāng)剪切速率大于5s-1時(shí),長(zhǎng)周期隨剪切速率的變化基本保持不變。聚乳酸在140℃下靜態(tài)等溫結(jié)晶過程中,球晶充滿這個(gè)視野需要約100 min,而當(dāng)