26847.高分子聚合物在溫度梯度下的結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展

1、分類號：學(xué)校代碼：10373密級：學(xué)號：11114073503碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文題目：目：高分子高分子聚合物聚合物在溫度梯度在溫度梯度下的下的結(jié)晶過程結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展和形態(tài)發(fā)展論文作者論文作者：張國輝張國輝指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師：劉結(jié)平劉結(jié)平專業(yè)名稱專業(yè)名稱：高分子化學(xué)與物理高分子化學(xué)與物理研究方向研究方向：高分子凝聚態(tài)物理高分子凝聚態(tài)物理淮北師范大學(xué)研究生處二○一四年五月高分子聚合物在溫度梯度環(huán)境下的結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展摘要高分子聚合

2、物在溫度梯度環(huán)境下的結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展摘要：影響高分子聚合物結(jié)晶和生長的因素很多，其中溫度在高分子聚合物結(jié)晶生長過程和最終結(jié)晶形態(tài)中起到重要的作用。本論文利用蔡斯偏光顯微鏡（POM）和布魯克原子力顯微鏡（AFM）等儀器設(shè)備對生物可降解高分子聚合物聚三羥基丁酸酯（PHB）的成核、生長、形態(tài)、機(jī)理分別在等溫、非等溫、溫度梯度環(huán)境下進(jìn)行了研究。1.在等溫條件下，利用POM和AFM等儀器對PHB在等溫結(jié)晶條件下的球晶生長過程、結(jié)晶動力學(xué)及最終結(jié)

3、晶形態(tài)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)在結(jié)晶溫度范圍內(nèi)的等溫條件下，PHB球晶最終有環(huán)帶和非環(huán)帶兩種形貌。這種形態(tài)的變化是由于結(jié)晶時PHB的分子鏈結(jié)晶速率和擴(kuò)散速率相互競爭的結(jié)果。在結(jié)晶溫度很低時，分子鏈的結(jié)晶和擴(kuò)散速率都很小，其熔體薄膜厚度較單一，因而按同一個結(jié)晶速率生長，形成非環(huán)帶球晶。當(dāng)分子鏈的結(jié)晶速率大于其擴(kuò)散速率時較慢的擴(kuò)散速率以及結(jié)晶時熔體的收縮導(dǎo)致PHB熔體生長前沿出現(xiàn)損耗區(qū)，而致使球晶的不連續(xù)生長，因而形成環(huán)帶球晶.隨著結(jié)晶溫度繼續(xù)升高

4、，分子鏈的結(jié)晶速率降低而其擴(kuò)散速率增大，此時，分子鏈有足夠的時間擴(kuò)散到生長前沿，因此球晶的環(huán)帶結(jié)構(gòu)消失，又形成非環(huán)帶球晶。同時成核的PHB在熔體中的各個方向上生長速率一樣，所以最終形貌是規(guī)整的圓形。2.溫度梯度條件下，利用POM和AFM等儀器發(fā)現(xiàn)PHB的球晶形貌不僅和結(jié)晶溫度有關(guān)，還和其成核溫度及其成核位置有關(guān)，且成核溫度對其球晶形貌的影響更大，同時當(dāng)溫度一樣時，PHB球晶的形貌還和其生長方向有關(guān)。而且在溫度梯度條件下形成的環(huán)帶球晶，其

5、帶間距隨著溫度梯度差的增大而減小。和等溫結(jié)晶相比，溫度梯度下相應(yīng)溫度對應(yīng)的帶間距略小。經(jīng)過研究可知；PHB在溫度梯度下和等溫條件下的結(jié)晶機(jī)理是一樣的，都是PHB在結(jié)晶過程中其分子鏈的結(jié)晶速率和擴(kuò)散速率的相互競爭的結(jié)果。3.利用POM研究了PHB在非等溫條件下的結(jié)晶形態(tài)及其不同的降溫速率和成核對其形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)不論降溫速率的大小，其形成的球晶都是環(huán)帶球晶，隨著降溫速率的增大，其球晶的成核溫度越小。關(guān)鍵詞：PHB、環(huán)帶球晶、溫度、溫度