包含聚苯胺的相变材料纳胶囊的制备及其性能

采用自由基乳液聚合法和原位聚合法制备了包含聚苯胺均匀分散在正十八烷中的悬浮体系的交联聚甲基丙烯酸甲酯为囊壁的相变材料纳胶囊(NanoPCMs). 采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和广角X射线衍射仪(WAXD)等手段分别考察了成核剂聚苯胺的添加量对相变材料纳胶囊表面形态、结晶性能、热稳定性及结晶行为等的影响. 实验结果表明：包含有聚苯胺的相变材料纳胶囊,成核剂的存在对其形貌、粒径、包覆率和结晶行为影响较小,耐热性略有所降低,添加1.5 g 苯胺时生成的成核剂聚苯胺可以有效改善其过冷结晶行为.     

具有环状结构的二氧化硅微聚集体的制备、表征及应用

通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅溶胶,并采用喷雾干燥法对其进行形态调控.扫描电镜(SEM)结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成均匀的具有环状结构的二氧化硅微聚集体(PC16MS).通过熔融共混制备了二氧化硅/聚丙烯(PP)纳米复合材料,研究了PC16MS的加入对其微观结构、晶体结构、结晶行为、球晶形态、结晶成核密度和球晶生长速率等方面的影响.采用差示扫描量热(DSC)、偏光相差显微镜(POM)和广角X射线衍射(WAXRD)分析表明,在PP结晶初始阶段,PC16MS的加入大幅度提高了基体材料的成核密度,且使晶粒细化,缩短了结晶时间;当添加2%(质量分数)的PC16MS时,复合材料的结晶温度相对于纯PP提高了10.4℃,成核效率达到39.1%,优于大部分无机成核剂的成核效率.在相同条件下,添加2%未经过喷雾干燥处理的纳米二氧化硅(NC16MS),复合材料的结晶温度相对于纯PP提高3.26℃,成核效率达到12.3%.结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成的均匀介稳态微聚集体在熔融挤出过程中重新分散成纳米粒子,从而有效提高了二氧化硅作为成核剂的成核效率.     

复合成核剂对聚丙烯结晶行为的影响

以超细橡胶粒子与有机磷酸盐成核剂复配的方法制备了一种新型复合成核剂,通过示差扫描量热法(DSC)比较了复合成核剂改性PP以及有机磷酸盐成核剂改性PP的结晶温度、等温结晶行为及等温结晶动力学;利用扫描电子显微镜(SEM)的能谱附件和透射电子显微镜(TEM)研究了复合成核剂的微观形态及其在PP中的分散情况.研究结果表明,复合成核剂中超细橡胶粒子作为载体使有机磷酸盐成核剂附着在其表面,提高了成核剂在聚丙烯中的分散性,因而提高了成核剂的成核效率,当成核剂用量较小时,即可明显提高PP的结晶速率和力学性能.     

成核剂对聚丙烯及其共聚物的结晶行为和性能的影响

研究了成核剂1,3:2,4-对二乙基苄叉山梨醇(EDBS)对聚丙烯及其乙烯共聚物的结晶行为和结晶形态的影响,并对其薄膜进行了光学性能的表征.结果表明,添加少量(质量分数0.5%)的成核剂,使聚丙烯样品的结晶温度大大提高,结晶度明显增加.而对于乙烯共聚聚丙烯样品,添加少量(质量分数0.5%)成核剂,不仅使其整体结晶温度大大提高,结晶度增加,而且明显强化了低有序部分的结晶.少量成核剂的加入,使聚丙烯及其共聚物的球晶尺寸明显缩小,薄膜的透光性和雾度显著改善.     

2,2-亚甲基-二(4,6-二正丁基苯酚)磷酸钠/凹凸棒土/二氧化硅复合成核剂改性聚丙烯的研究

通过喷雾干燥技术制备了一系列无机纳米粒子(凹凸棒土和/或二氧化硅)与有机磷酸盐类成核剂(NA11)复配的复合成核剂.研究了复合成核剂对聚丙烯力学性能与结晶行为的影响.采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射仪(WAXD)等对复合成核剂在聚丙烯中的分散和对结晶行为的影响进行了表征和分析,并且对复合成核剂改性聚丙烯的机理进行了探讨.结果表明,这种复合成核剂对聚丙烯力学性能的改善明显,聚丙烯的刚性迅速增加,其中三元成核剂对聚丙烯刚性的提高更显著,该成核剂在0.2%用量下对聚丙烯力学性能的改善效果,相当于同等添加量下纯NA11的改性效果.微观形态研究表明三元复合成核剂体系中,三组分形成了相互隔离的分散状态,使有机成核剂和无机纳米粒子可以在聚丙烯基体中实现良好分散.     

高分子结晶和熔融行为的Flash DSC研究进展

近年来,作为常规示差扫描量热仪(DSC)技术的发展,商业化的快速扫描芯片量热技术(fast-scan chip-calorimeter,FSC)对推动高分子结晶学研究进展发挥了重要的作用.本文首先介绍了闪速示差扫描量热仪Flash DSC的研发历程及其对高分子结晶样品的测试技术,然后举例介绍了其在高分子结晶和熔融行为研究中的一些应用,包括总结晶动力学、晶体成核动力学、成核剂和填料对结晶的影响、共聚单元对结晶的影响、多重熔融峰的鉴定、折叠链片晶的不可逆和可逆熔化、以及极性大分子晶体的熔融等.Flash DSC极大地扩展了扫描温度速率范围,使得其研究的时间窗口能与实际高分子材料加工过程和计算机分子模拟的时间窗口相互匹配,所提供的综合信息有助于我们更好地理解高分子结晶、退火和熔融行为的微观机理.     

β晶型成核剂N,N’-二环己基环己对二甲酰胺的合成与应用研究

合成了新型成核剂N,N’-二环己基环己对二甲酰胺(DCHCHDA),用广角X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜对其进行了表征,并研究了其对等规聚丙烯(IPP)的力学性能、结晶行为、β晶含量和熔融行为的影响。结果表明,成核剂DCHCHDA主要是改变球晶的形态,可明显改善IPP的抗冲击性能,并可以大幅度提高IPP的结晶度、β晶含量与结晶峰温度。当DCHCHDA添加量为0.05(wt)%时,IPP的悬臂梁缺口抗冲击强度可以提高137%,结晶度提高47%,β晶含量提高3.3倍。当降温速率为10℃/min时,添加DCHCHDA的IPP的结晶峰温度可从空白样的115.6℃提高到127.5℃。DCHCHDA的成核性能优于传统的芳香酰胺型β晶型成核剂DC26NDCA。     

成核剂对PHBV等温结晶行为的影响

用DSC方法测定了氮化硼及滑石粉成核剂对 (β 羟基丁酸酯 与 β 羟基戊酸酯 )共聚物 (简称PHBV)等温结晶行为的影响 .结果表明 ,Avrami方程指数n、成核机理、晶体生长方式基本上不受成核剂的影响 .少量的成核剂可使结晶成核自由能降低 ,结晶速率加大 ,其中氮化硼的效果最为显著     

成核剂对PHBV等温结晶行为的影响

用DSC方法测定了氮化硼及滑石粉成核剂对(β-羟基丁酸酯-与-β-羟基戊酸酯) 共聚物(简称PHBV)等温结晶行为的影响. 结果表明,Avrami方程指数n、成核机理、晶体生长方式基本上不受成核剂的影响.少量的成核剂可使结晶成核自由能降低,结晶速率加大,其中氮化硼的效果最为显著.     

自成核对等规聚丙烯结晶行为和性能的影响

结晶聚合物的结晶动力学影响其形态结构 ,而形态结构的变化对材料的性能有着重要的影响 [1] .成核剂能有效地降低聚合物的球晶尺寸 ,提高材料的性能 [2 ] ,因此被广泛地应用于工业生产中 .自成核 (self- seeding nucleation)是指聚合物自身的微小晶粒作为晶核而诱导结晶生长的一种成核方式 [3 ,4 ] ,它具有很高的成核效率 ,并能有效地降低球晶尺寸 .本文研究了等规聚丙烯的自成核过程、结晶行为、形态结构及其对材料性能的影响 .1　实验部分1 .1　样品的制备　等规聚丙烯 (i PP)为广东茂名石油化学工业公司产品 ,牌号为 T3 6 F.将 i PP粒…     

接枝共聚法制备聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)高分子固-固相变材料性能研究

用接枝共聚法将具有相变特征的聚乙二醇(PEG)接枝到具有较高熔点的聚乙烯醇(PVA)主链上,得到了系列性能稳定的PEG/PVA高分子固-固相转变材料,用DSC,WAXD和POM对其相变行为及形态结构进行了研究.结果表明,该材料呈现出可逆的固-固相转变特性;其结晶峰值温度和相变焓比纯PEG低,接枝率对相变温度和归一化相变焓影响不大;接枝率只影响结晶与熔融行为,不影响结晶结构.     

纳米SiO2对火焰喷涂聚酰胺12涂层非等温结晶与熔融行为的影响

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12/纳米SiO2(PA12/nano-SiO2)复合涂层,利用差示扫描量热法(DSC)对复合涂层的非等温结晶过程、熔融行为进行了分析.结果表明:纳米SiO2粒子的加入不仅能提高复合涂层的结晶度和结晶温度,而且使复合涂层的熔融峰温度高于纯PA12涂层,说明纳米SiO2粒子具有明显的成核剂作用,它能诱导聚酰胺大分子结晶,提高其结晶能力、结晶速率、结晶的完善程度及结晶度,并能改善涂层的力学、耐老化及耐摩擦磨损性能.     

聚丙烯酸酯型高分子侧链液晶的合成及其对聚乙烯成核结晶行为的影响

基于聚烯烃用成核剂的结构特征设计合成了两种极性基团和非极性基团交替排列的乙烯基单体,并利用自由基引发聚合,制备出相应的侧链型液晶聚合物.采用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对所合成单体和聚合物的结构进行了确认.并采用热失重(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)研究了聚合物的热稳定性和相转变温度.结果表明,所合成聚合物的起始热分解温度均在337℃以上,具有优异的热稳定性;液晶相变温度区间可达186 K,具有较宽的液晶态温度范围.热台偏光显微镜(HS-POM)研究结果表明,聚合物均呈现出纹影织构,证明所合成的聚合物均为热致向列型侧链液晶高分子.采用DSC和HS-POM研究了所合成的侧链液晶聚合物对高密度聚乙烯(HDPE)异相成核结晶行为的影响.结果表明,侧链型液晶聚合物在提高HDPE结晶温度、结晶度以及降低HDPE晶粒的尺寸及分布方面均有优异的效果,是一类HDPE有效的成核剂.     

杜仲胶与合成反式-1,4-聚异戊二烯等温结晶行为的对比研究

首先通过红外光谱(IR)、核磁共振(1 H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对所选用的杜仲胶(EUG)和合成反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)进行了微观结构分析,进而采用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)对EUG和TPI的等温结晶行为进行了对比研究,重点讨论了二者链化学组成和微观结构的不同对二者等温结晶行为的影响。Avrami方程分析DSC数据结果及POM观察结果显示,EUG和TPI的成核方式和生长机理各不相同。EUG主要为均相成核,而TPI则为异相成核。EUG的等温结晶行为对温度有着更高的敏感性。EUG的结晶活化能(147.2kJ/mol)大于TPI的(114.8kJ/mol)。在37℃下熔体等温结晶,EUG所得主要为β球晶,而TPI为α和β两种球晶并存,且TPI中引发剂残渣等灰分的异相成核作用导致很早就发生了球晶间的相互碰撞。     

β晶型成核剂对聚丙烯力学及结晶性能的影响

研究了N,N′-二环己胺基对苯二酰胺作为β成核剂对聚丙烯(PP)力学性能及结晶性能的影响。结果表明,成核剂具有使聚丙烯增韧的优异性能,当添加质量分数为0.3%时,其抗冲击强度由原来的36.06 J/m2提高到65.79 J/m2。DSC研究表明,添加β成核剂可以诱导PP中β晶生成。考察了冷却速率对结晶温度的影响,当冷却速率为10℃/m in时,结晶温度从118.38℃提高到124.53℃,表明该成核剂的加入使结晶向高温方向偏移,结晶速度加快。     

聚乳酸/可分散性纳米二氧化硅复合材料等温结晶行为研究

采用超声辅助、熔融共混的方法,用可分散的纳米二氧化硅颗粒(DNS)对聚乳酸(PLA)进行改性处理,利用差示扫描量热法(DSC)、X射线粉末衍射分析(XRD)、FTIR等测试手段研究了DNS对PLA等温熔融结晶和等温冷结晶行为的影响,并且对测得数据用Avarmi方程进行处理,研究其等温结晶动力学.结果表明:DNS使PLA的等温熔融结晶和等温冷结晶的半结晶时间t_(1/2)减小、结晶速率提高,Avarmi指数n变化不大,说明DNS没有改变PLA结晶的成核机理.     

成核剂含量对β晶相聚丙烯结晶与熔融行为的影响

用DSC研究了β成核剂含量对β聚丙烯在等温与非等温结晶条件下的结晶与熔融行为的影响,发现当成核剂含量为0.005％时,结晶焓△H_c、β晶的熔融焓△H_(mβ)及熔点T_(mβ)均为最大,而α晶的相对含量最小.广角X-衍射数据表明,成核剂含量高的试样的(301)衍射峰的相对强度下降,反映分子链排列的纵向有序性降低.根据聚丙烯分子在β成核剂上附生结晶的成核机理解释了上述结果.     

稀土β-成核剂对1-丁烯本体聚合和产物聚(1-丁烯)结晶性能的影响

采用Ziegler-Natta催化剂催化1-丁烯本体聚合,稀土β-成核剂经原位聚合的方法加入到体系,并考察成核剂加入量对产物聚(1-丁烯)的分子量和结晶性能的影响.通过凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)和广角X射线衍射仪(WAXD)对聚合物进行表征分析.实验结果表明,随着稀土β-成核剂加入量的增大,催化剂活性有所下降,聚合物等规度略有提高,而聚合的分子量显著提高,分子量分布变窄;聚合时成核剂的加入提高了聚(1-丁烯)的结晶性能,随着成核剂加入量的增多聚合物晶粒变小且尺寸趋向均一化,聚合物结晶度也得到了提高,当成核剂加入量为30 mg时,聚合物结晶度和熔融焓出现突变现象.此外,稀土β-成核剂的加入会改变熔融前聚(1-丁烯)中晶型Ⅰ’和Ⅲ所占比例从而影响聚合物的熔点,成核剂的存在也改变了晶型II向晶型I的转变速率,缩短了晶型转变周期.     

成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响

通过POM、DSC以及流变测试系统考察了成核剂(PPZn)及其完善剂(E61)对PLA结晶形貌及其结晶能力的影响.POM结果表明PPZn和E61对PLA的结晶形态的影响随两者含量的变化而变化.加入低含量的PPZn可诱导PLA得到一定完善程度的球晶,而较高含量的PPZn能够诱导PLA基体得到针状晶体.通过添加少量E61可使在PPZn较高含量下的PLA针状晶体转变为球晶.但更高含量E61的添加却使PPZn的成核作用受到抑制,再次生成针状晶体,且E61含量越高,抑制作用越明显.DSC和流变测试进一步证明PPZn可显著提高PLA的结晶能力、有效地缩短基体结晶时间,而E61的添加对PLA的结晶速率影响不大.     

聚乳酸/矿物填料复合材料的示差扫描量热研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/矿物填料复合材料.采用示差扫描量热(DSC)研究了含有碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土(MMT)和凹凸棒土(AT)的聚乳酸复合材料在不同热历程中的结晶和熔融行为.研究发现,MMT和AT对PLA的慢速降温结晶无明显影响,而碳酸钙在慢速降温过程中能够有效促进PLA结晶;在2.5 K/min的降温速率下,结晶热焓随碳酸钙含量增加而增加;填料种类和含量会对复合材料升温过程的冷结晶和熔融产生较大影响,低含量矿物填料主要对PLA的冷结晶起成核作用,其中MMT成核效果最好.较高含量下不同填料会对PLA晶体形态产生影响,从而得到多样的DSC曲线变化.