尼龍46對(duì)尼龍66與聚碳酸酯結(jié)晶行為的影響.pdf

1、尼龍46作為一種工程塑料,具有強(qiáng)韌性、耐熱性好、高溫尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異性能,而這些優(yōu)異的性能大多與其高結(jié)晶度、完善的球晶結(jié)構(gòu)和快的結(jié)晶速度有關(guān).國內(nèi)外的研究多集中在其化學(xué)合成、熱行為與晶體結(jié)構(gòu)上,而對(duì)尼龍46熔融結(jié)晶過程的研究只有少數(shù)報(bào)道.對(duì)尼龍46熔融結(jié)晶過程的研究不僅是高聚物基礎(chǔ)研究的補(bǔ)充,也可為尼龍46的成型加工過程提供一些理論指導(dǎo).由于尼龍46有很高的熔點(diǎn),是一種理想的高分子成核劑,尤其是作為尼龍類的成核劑,具有良好的相容性.本工

2、作以尼龍46為尼龍66和聚碳酸酯的成核劑,考察了尼龍46的加入對(duì)尼龍66和聚碳酸酯等溫結(jié)晶過程、非等溫結(jié)晶過程和結(jié)晶形態(tài)的影響. 1.尼龍46的等溫結(jié)晶、非等溫結(jié)晶過程與結(jié)晶形態(tài)的研究通過尼龍46在不同結(jié)晶溫度下等溫結(jié)晶過程的考察,發(fā)現(xiàn)隨著結(jié)晶溫度的提高,結(jié)晶吸熱峰峰形變寬,結(jié)晶速度下降;用Avrami方程描述了尼龍46的等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué),發(fā)現(xiàn)尼龍46等溫結(jié)晶初期的生長方式符合Avrami模型,Avrami指數(shù)n=3～4,這可能是

3、初期成核作用的時(shí)間依賴性、均相成核和異相成核同時(shí)存在,但隨著結(jié)晶時(shí)間的延長,結(jié)晶生長方式不再符合Avrami模型;由Hoffman-Weeks公式求得尼龍46的平衡熔點(diǎn)為303.9℃;由Arrhenius公式求得尼龍46的等溫結(jié)晶活化能為557.5kJ/mol;由Lauritzen-Hoffman方程求得尼龍46的端表面自由能為135.3erg/cm<'2>. 通過尼龍46在不同冷卻速率下非等溫結(jié)晶過程的考察,發(fā)現(xiàn)尼龍46的結(jié)晶

4、峰隨著冷卻速率的增加,向低溫移動(dòng),峰形也由尖銳變得寬平;用Eopxobckuü法對(duì)尼龍46的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行描述,結(jié)果表明尼龍46的非等溫結(jié)晶過程中存在明顯的二次結(jié)晶現(xiàn)象,且結(jié)晶初期與后期的成核機(jī)理有明顯的差異;用Ozawa方程描述了尼龍46的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué),結(jié)果表明其Avrami指數(shù)隨著結(jié)晶溫度的升高而增大,這與尼龍46復(fù)雜的結(jié)晶成核機(jī)理有關(guān);用Jeziomy法處理了尼龍46的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué),并與Avrami方程處理尼龍46非

5、等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了比較.通過對(duì)尼龍46在298℃～320℃下熔融3min～60min結(jié)晶形態(tài)的研究,發(fā)現(xiàn)隨著熔融溫度的升高,球晶尺寸先增大后減小,最后趨于穩(wěn)定,約為20μm,其中在310℃熔融的樣品球晶尺寸最大,約為40μm;熔融時(shí)間在30min以下均可生成排列緊密、尺寸均勻的球晶,且隨著熔融時(shí)間的延長,球晶尺寸先增大后減小其中熔融10min的樣品球晶尺寸最大,約為401μm;冷卻方式對(duì)尼龍46的結(jié)晶形態(tài)影響較大,其中冰鹽水淬火有

6、利于生成結(jié)晶緊密,球晶尺寸均勻的樣品. 2.尼龍46對(duì)尼龍66等溫結(jié)晶、非等溫結(jié)晶過程及結(jié)晶形態(tài)的影響用Avrami方程對(duì)尼龍66及添加不同含量尼龍46的樣品的等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了描述,得到一系列等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)參數(shù),隨著尼龍46含量的增加,其結(jié)晶速率先增大后減小,其中含量為3﹪的樣品結(jié)晶速率最大;隨著尼龍46含量的增加,尼龍66的熔融峰先向高溫移動(dòng)后向低溫移動(dòng),用Eopxobckuii法對(duì)其進(jìn)行非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的處理,尼龍46的

7、加入對(duì)其非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響顯著;尼龍46的加入都可減小尼龍66的球晶尺寸,細(xì)化球晶,增加結(jié)晶程度,且隨著含量增加,球晶尺寸有先減小后增大,最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì). 3.尼龍46對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響研究了結(jié)晶時(shí)間對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)球晶直徑隨結(jié)晶時(shí)間的延長,呈現(xiàn)出線性增長的趨勢(shì),并求得其關(guān)系式;考察了退火過程對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)退火過程可大大增加聚碳酸酯的球晶尺寸,并且經(jīng)過退火過程的樣品生成的球晶也較完善;

8、考察了退火溫度對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響,發(fā)現(xiàn)較低的退火溫度有利于形成較大、排列較疏散的球晶,較高的退火溫度有利于形成尺寸均勻、排列較緊密的球晶.考察了退火時(shí)間對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響,結(jié)果表明,只有退火時(shí)間在30min以上才對(duì)結(jié)晶形態(tài)有明顯的影響,且隨著退火時(shí)間的延長,球晶尺寸變化不大,穩(wěn)定在30gm;考察了尼龍46對(duì)聚碳酸酯結(jié)晶形態(tài)的影響,結(jié)果表明尼龍46的加入沒有起到預(yù)期成核劑的作用,而在一定程度上抑止了聚碳酸酯的結(jié)晶,這對(duì)于作為光