表面修飾高聚物結(jié)晶動力學研究.pdf

1、本文采用理論-計算機-實驗驗證相結(jié)合的方法，對表面修飾高聚物粒子、纖維、薄膜的結(jié)晶過程進行研究，以期發(fā)現(xiàn)高聚物在受限條件下的結(jié)晶動力學規(guī)律，為指導(dǎo)纖維和薄膜的生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。
　　 采用乙基纖維素對聚乙二醇(PEG)粒子進行表面修飾，發(fā)現(xiàn)修飾后其Avrami指數(shù)n均小于未修飾PEG粒子。隨著分子量的增加，表面修飾PEG粒子的Avrami指數(shù)n明顯減小。未修飾PEG粒子的等速降溫DSC結(jié)晶曲線上有肩峰出現(xiàn)，而表面修飾后PEG

2、粒子的降溫結(jié)晶曲線上的肩峰消失。表面修飾后PEG粒子的結(jié)晶峰逐漸向高溫方向移動。粒徑尺寸為100μm的PEG粒子在結(jié)晶初期出現(xiàn)了一個不同于二次結(jié)晶的轉(zhuǎn)折點，結(jié)晶體在該點完成了由三維(未修飾)或兩維(表面修飾)生長模式向一維生長模式的轉(zhuǎn)變。
　　 采用乙基纖維素對不同拉伸比的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維進行表面修飾，發(fā)現(xiàn)在修飾過程中溶劑誘導(dǎo)了結(jié)晶，修飾后PET纖維結(jié)晶的量變少，出現(xiàn)了雙結(jié)晶峰和雙熔融峰現(xiàn)象，而且隨著拉伸比的增加

3、，熔融雙峰開始由低溫峰增大向高溫峰增大轉(zhuǎn)變。表面修飾后PET纖維的結(jié)晶峰開始向低溫方向移動。通過對表面修飾PET纖維的過冷程度、結(jié)晶最快時間和結(jié)晶半時間進行研究，發(fā)現(xiàn)表面修飾后PET纖維的結(jié)晶速率變慢。PET纖維表面修飾前后在結(jié)晶的初期均出現(xiàn)了一個新的轉(zhuǎn)折點，在初期轉(zhuǎn)折點結(jié)晶體生長完成由兩維生長模式向一維生長模式的轉(zhuǎn)變。
　　 研究了PET薄膜的結(jié)晶形態(tài)及球晶大小分布，獲得了PET薄膜單位體積內(nèi)的晶核密度為105數(shù)量級。發(fā)現(xiàn)Oz

4、awa方程不適于描述表面修飾PET薄膜的非等溫升溫過程。采用曲線擬合法獲得了表面修飾前后PET薄膜的指數(shù)前因子K0、Avrami指數(shù)n和結(jié)晶擴散活化能Ed等參數(shù)。
　　 用計算機模擬方法研究了高聚物在受限條件下的結(jié)晶過程。模擬發(fā)現(xiàn)聚氧化乙烯(PEO)樣品厚度為70μm到160μm時，在PEO薄膜結(jié)晶初期的Avrami圖形上出現(xiàn)了一個不同于二次結(jié)晶的初期轉(zhuǎn)折點，晶體的生長模式在該點由三維生長向二維生長發(fā)生轉(zhuǎn)變。通過實際的實驗驗證了