小角X光散射法研究聚丙烯/乙丙橡胶合金的相结构

用X光小角散射和扫描电子显微镜研究了聚丙烯 乙丙橡胶合金薄膜 .根据Debye Buech光散射统计理论计算了结构参数 ,即相关函数ac、平均弦长 l和旋转半径Rg.同时计算了Porod指数α ,并用α讨论了分散相的形状 .用扫描电子显微镜观察了共混物的形态和结构     

改进型溶胶-凝胶法制备粒径可调高染料吸附量TiO2微球及其在染敏电池光散射层中的应用

利用改进型的溶胶-凝胶法,制得了由锐钛矿相纳米颗粒组成的TiO2多孔微纳小球。通过调节前驱物浓度,合成出粒径可控的尺寸分别为100,175,225,475 nm的TiO2微纳小球,并通过电泳沉积法将合成出的小球作为光散射层引入到染料敏化太阳电池(DSSC)中。由于这种微纳小球在具备良好的光散射性能的同时也具备较高的染料吸附量,因此相较于基于纳米颗粒的单层结构的DSSC拥有更高的光电转换效率。通过比较分析,粒径尺寸为475 nm的微球作为光散射层的DSSC光电转换效率可以达到6.3%,较之于基于纳米颗粒的DSSC提高了30%。     

改进型溶胶-凝胶法制备粒径可调高染料吸附量TiO2微球及其在染敏电池光散射层中的应用

利用改进型的溶胶-凝胶法, 制得了由锐钛矿相纳米颗粒组成的TiO₂多孔微纳小球。通过调节前驱物浓度, 合成出粒径可控的尺寸分别为100, 175, 225, 475 nm的TiO₂微纳小球, 并通过电泳沉积法将合成出的小球作为光散射层引入到染料敏化太阳电池(DSSC)中。由于这种微纳小球在具备良好的光散射性能的同时也具备较高的染料吸附量, 因此相较于基于纳米颗粒的单层结构的DSSC拥有更高的光电转换效率。通过比较分析, 粒径尺寸为475 nm的微球作为光散射层的DSSC光电转换效率可以达到6.3%, 较之于基于纳米颗粒的DSSC提高了30%。     

具有高散射能力的聚碳酸酯复合材料的制备与性能研究

以双酚A型聚碳酸酯(PC)为基体、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为散射体,通过熔融共混方法制备了同时具备高透光率和高雾度的高散射聚碳酸酯光散射片,研究了SAN含量对光散射片微观结构和光散射性能的影响,发现透光率和雾度同时随着散射体含量增加而提高的现象.研究结果表明,当SAN含量低于30%时,分散相为球形颗粒,颗粒的平均粒径随着SAN含量的增加而增加,而颗粒的数量浓度则随之减小,这使得其透光率和雾度均随着SAN含量的增加而增加,当SAN含量为30%时,透光率和雾度达到最大值,分别为89.1%和91.7%.并结合Mie散射理论解释说明了透光率和雾度同时随着散射体含量的增加而提高的现象.但当SAN含量的进一步增加,分散相颗粒尺寸已远大于光波的波长,不再适用于Mie散射理论,且部分不再呈球形颗粒,使得PC片的透光率和雾度略有降低.     

显微镜图像分析研究聚丙烯/尼龙1010共混物相结构及其性能

用扫描电子显微镜图像分析研究了聚丙烯/聚酰胺1010共混物及其部分相容体系的相形态结构,计算了表征相结构和尺寸的结构参数,如分散相的平均直径、平均弦长和分散相的质心相关距等.并分别讨论了聚丙烯/聚酰胺1010共混物及其部分相容体系的相形态以及其结构参数与共混物组成的关系.测定了聚合物及其共混物体系的力学性能,讨论了共混物组成与力学性能的关系.聚丙烯/聚酰胺1010共混物的拉伸模量与组成的关系较为复杂,但其部分相容体系的拉伸模量与组成呈线性关系.聚丙烯/聚酰胺1010及其共混物体系的屈服强度与共混物组成均呈线性关系.表征相结构的两相平均弦长比(l-1/-l2)与组成以及共混物体系力学性能与组成的关系,二者相似.同时讨论了体系力学性能随相尺寸等的变化规律.     

纳米尺寸马来酸酐共聚微球作为尼龙6/线性低密度聚乙烯体系增容剂的研究

用电荷转移络合物(CTC)自稳定沉淀聚合法合成出纳米尺寸马来酸酐-醋酸乙烯酯交联型共聚物微球,直径大约在150 nm左右.将少量这种新型纳米级共聚物微球添充到尼龙6(PA6)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)体系中;发现纳米级微球颗粒的二乙烯基苯的双键以及酸酐基团分别能与两相发生化学反应,在尼龙6/聚乙烯体系中微球大部分出现在两相界面处,分析表明这些界面处的纳米级微球颗粒能够有效降低球状聚乙烯分散相的尺寸,使分散相粒径稳定在一个较小值(接近1μm),起到类似“分散相稳定剂”的作用.纳米级共聚物微球含量在1.75％左右时,各项性能得到较明显的提升.在拉伸强度与杨氏模量降低10％左右的情况下,冲击强度提高1.35倍,吸水百分率从纯尼龙64.9％下降到最小只有1.2％左右.对其增韧机理进行了初步探讨.     

动态光散射法测量颗粒粒径的溯源性

分别对动态光散射粒径测量仪的入射波长、散射角度、测量池温度进行校准,并对影响测量结果准确性各因素的不确定度分量进行了评价,校准后动态光散射仪的测量结果可溯源至国家计量标准。为消除多重散射、颗粒间相互作用、颗粒粒径分布对动态光散射测量结果的影响,建立了动态光散射测量结果修正方法。其中为消除多重散射及颗粒间相互作用的影响,需采用多浓度测量或线性回归的方法得到特定浓度下的颗粒粒径;为修正颗粒粒径分布对动态光散射测量结果的影响,需先采用SEM方法准确测量颗粒粒径分布,然后根据光强加权动力学平均粒径和数量平均粒径的理论公式,得到二者之间的差异。     

显微镜图像分析研究非相容高密度聚乙烯/尼龙1010共混体系熔体动态过程中相结构的形成与发展

讨论了非相容高密度聚乙烯,尼龙1010共混体系在熔融混炼过程中相结构的形成与发展.应用在线连续采样方法,获得共混过程中体系不同时刻的样品,应用扫描电子显微镜观察并得到共混物相结构的显微图像.用图像处理和图估计方法求得了体系分散相平均粒径和粒径分布宽度,讨论了平均粒径和分布宽度随混炼时间的变化.结果表明,共混物相结构的变化主要发生在混炼初期,即混炼两分钟以前,之后平均粒径和分布宽度趋于平稳,保持在一定数值范围内.引入分性概念,应用测度法计算了体系的分形维数,表明体系相结构的变化具有自相似性,分形维数的变化与体系的均匀性有关.同时,研究了混炼温度和混炼设备的转速(剪切速率)与体系分散相平均粒径、分布宽度和分形维数等结构参数的关系.     

应用弦长度分布函数研究中孔分子筛的精细结构

弦长度分布(chord length distribution, 简称CLD)可以用来描述几何对象(球形颗粒、柱状孔、薄片等)的大小、形状和空间排布等特点. 原理上, 弦长度分布正比于由小角散射所得的相关函数的二次微分, 因此可以由相对散射强度进行计算. 在结构研究中, 将实验所得弦长度分布与理论计算某种确定几何体所得高度准确的弦长度分布进行比较, 可以获知对象的特征几何结构. 本文以中孔氧化硅分子筛为研究对象, 介绍了弦长度分布的计算方法, 以此精确计算了中孔分子筛的孔径分布, 得到了分子筛表面有机官能化对孔径的影响规律.     

SMA/蒙脱石纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系

采用原位插层法制备苯乙烯-马来酸酐交替共聚物/蒙脱石(SMA/MMT)纳米复合材料增容PA6/ABS共混体系,并与SMA及MMT的增容效果进行比较,运用TEM、SEM、DSC及XRD研究了增容剂SMA/MMT及MMT的增容机理.结果表明,采用SMA做增容剂,体系机械性能下降;MMT可使体系拉伸强度提高,但冲击强度下降;采用SMA/MMT纳米复合材料做为增容剂,可提高共混体系的强度及韧性.TEM、XRD、DSC及SEM研究结果表明,PA6/ABS/(SMA-MMT)体系中MMT主要分布于两相界面处,ABS及PA6分子链可进入MMT层间,形成类似于共聚物结构,起到增容剂的作用,从而降低分散相粒径,增加两相界面作用力,有利于体系力学性能的提高.PA6/ABS/MMT体系中MMT主要分布于连续相PA6中,虽然对分散相粒径影响较小,但增强了PA6相强度,使得体系力学性能提高.     

Investigations on structure and properties of blends of polypropylene with polyamide 1010 by Rayleigh scattering

The phase structure and morphology of polypropylene （iPP） blends with poly（decamethylene sebacamide （polyamide 1010, PA 1010） and the part-compatible alloys （iPP/PA 1010/iPP-g-MAH） are investigated by Rayleigh scattering, i.e. small angle light scattering （SALS）. The structure parameters of SALS, i.e. correlation distance, ac and average chord lengths, /, are calculated. Their variation with the composition of the blends and alloys is discussed. The morphology and structure of fracture surfaces in the blends and alloys are studied by SEM images. The average diameter of dispersed phase in the blends and alloys is calculated by graph processing. The variation of average diameter is similar as that of average chord lengths of dispersed phases. The mechanical properties of the blends and alloys are analyzed and the relation of modulus and yield stress with the composition is studied. It is confirmed that the correlation between the modulus and the structure parameters is non-linear, while the correlation between the yield stress and the composition or structure parameters is linear.     

HIPS／MA接技共聚物对HIPS／PA1010共混体系的增容

制备了高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐的接枝共聚物，利用红外光谱，电子能谱和动态力学谱对产物的结构进行了表征，并通过滴定法测定了接枝物中马来酸酐的含量。结果表明马来酸酐接技到了高抗冲聚苯乙烯中顺丁橡胶的分子链上，接技率为４．７％。研究了该接枝共聚物对ＰＡ１０１０／ＨＩＰＳ共混物的增容作用。电镜照片显示，随着共聚物中接枝物含量的增加，分散相相区尺寸明显减小，说明增容效果显著。测定了共混体系的拉伸行为，研究了     

POE-g-PMAH反应性增容PA1010/PP共混物的性能研究

乙烯-辛烯共聚物-g-聚马来酸酐(POE-g-PMAH)作为反应性增容剂,采用熔体共混的方法制备了PA1010/PP共混物,通过扫描电镜(SEM)、力学性能、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)测试,研究了POE-g-PMAH对PA1010/PP共混物的增容作用.结果表明,POE-g-PMAH的加入可以减小共混物的相区尺寸,当PA1010/PP/POE-g-PMAH=70/30/15时,分散相尺寸小而均匀;FTIR结果表明接枝在POE上的马来酸酐基团和PA1010在熔融共混期间发生了化学反应;DSC研究结果表明共混体系中PA1010和PP的结晶温度和结晶度随POE-g-PMAH的加入而降低,表明POE-g-PMAH的增容作用对PA1010和PP的结晶有抑制作用.力学性能测试结果表明随着POE-g-PMAH的增加,共混物的冲击强度逐渐增加,当POE-g-PMAH含量增加到15%时,干态冲击强度达到21.13 kJ/m2,是不加增容剂的3.1倍,而拉伸和弯曲强度可以保持较高水平.POE-g-PMAH的增容机理在于其支链中的马来酸酐能与PA1010中的胺基(NH2—)发生化学反应,而主链POE与PP有较好的亲和性,从而降低界面张力,减少相区尺寸,大幅度提高力学性能.     

Morphology and mechanical properties of immiscible polyethylene/polyamide12 blends prepared by high shear processing

In this work,completely immiscible polyethylene/polyamidel2 (PE/PA12) blends were prepared by high shear extruder.The morphology and mechanical properties of the blends were investigated as a function of rotation speed.It wasfound that the high shear processing is an effective method to improve the dispersion of the PAl2 phase in PE matrix whenPAl2 contents are 5 wt％ and 10 wt％,and the dispersed phase particle size is reduced with the increase of rotation speed from 100 r/min to 500 r/min.However,with further increase of PAl2 content to 20 wt％,high shear processing has no effect on the phase morphology of the blends.Accordingly,a largely increased elongation at break and impact strength are observed for PE/PA12/95/5 and PE/PA12/90/10 blends obtained at high rotation speeds but no effect on the property of PE/PA12/80/20.Annealing experiment demonstrated that the obtained phase morphology is not stable thus compatibilizer should be introduced in the future work.This work could provide a guideline for the application of high shear processing in the preparation of polymer blends with huge polarity difference.     

多相聚合物体系熔体动态过程中相形成与发展——PS/PcBR非相容体系的扫描电子显微镜图样分析

以连续共混过程间歇出料法研究了PS/PcBR非相容体系共混过程中的扫描电子显微镜图样演化过程 ,从平均粒径、特征长度Λ和平均特征长度Λm 多个方面讨论了非相容体系的共混过程 ,并以标度函数P(Λ/Λm)证明非相容体系共混过程在一定时间和空间范围内具有自相似性 ,且分形维数D可以作为一个参数描述熔体动态过程     

Detection of co-continuous structures in SAN/PA6 blends by different methods

This paper describes the 70/30 wt% composition of SAN/PA6 blends having different types of morphology, namely PA6 dispersed in SAN, a co-continuous structures of PA6 and SAN, and a “mixed structure” which exhibits PA6 particles in SAN which themselves form the matrix for smaller SAN particles. These morphologies were achieved by using different processing conditions during extrusion blending in a twin screw extruder, especially variation in the screw speed and by injection molding. Morphological analysis using SEM and TEM, solubility experiments, DMA, and oscillatory rheometry are presented. These methods were shown to be able to distinguish between the different types of morphology. In addition, DSC was used to detect the PA6 crystallization behavior.     

刚性粒子增韧尼龙1010体系的研究

采用扫描电镜和动态力学等研究了在磺化聚苯乙烯（ＨＳＰＳ）作用下，尼龙１０１０（ＰＡ１０１０）／聚苯乙烯（ＰＳ）共混物的形态及相容性。结果表明，ＨＳＰＳ的加入显著改善了ＰＳ与ＰＡ１０１０的相容性，加强了界面粘结，使共混物缺口冲击明显提高，实现了ＰＳ增韧ＰＡ１０１０的目标。偏光显微竟结盟表明，ＨＳＰＳ的加入对共混物中ＰＡ１０１０的结晶形态有明显影响，使ＰＡ１０１０球晶细化且不完善。     

聚烯烃共混物分散相尺寸梯度分布形态形成速度影响因素的研究

研究了聚烯烃高分子共混物的初始相形态及相间界面张力的改变对退火热处理条件下共混物分散相尺寸分布梯度形态形成速度的影响．通过控制共混物共混过程中Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ转子的转速来控制共混物所受的剪切力大小，可达到控制共混物初始相形态的目的．通过ＳＥＭ电镜观察相形态，并利用计算机图象分析仪得到分散粒子的粒径及其分布数据．研究结果表明，转子转速越大，即共混物所受的剪切力越大，分散相初始粒径越小，且分散也越均匀．初始粒径较小的样品退火后形成梯度的速度相对较快．选用体系聚丙烯（ＰＰ）／乙烯 醋酸乙烯酯共聚物（ＥＶＡｃ）、聚乙烯（ＰＥ）／ＥＶＡｃ及改变ＥＶＡｃ中的醋酸乙烯酯（ＶＡｃ）含量与ＰＥ共混对比研究了不同相界面张力对梯度化速度的影响．结果表明，上述各体系退火热处理后均可形成梯度相形态，且相间界面张力越大．高分子共混物中梯度相形态形成速度也越快