半结晶聚合物注射成型中结晶动力学的数值模拟

对半结晶聚合物注射成型过程及其结晶过程进行偶合模拟,分析了二者的相互影响.具体是在注射成型数值模拟中考虑结晶动力学效应,分别在本构方程、能量方程及材料物性参数方程中引入反映结晶效应的参数;同时在结晶动力学计算中考虑流动诱导效应,从能量的角度提出并使用修正的动力学模型,用材料流动过程的耗散能表征流动对结晶的影响.通过对等规聚丙烯(iPP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种半结晶聚合物注射过程模拟结果的分析比较,证实成型过程具有加速结晶的作用.同时,材料的结晶也对注射成型加工过程,尤其是保压与冷却过程的温度场分布有较大的影响.     

PA13N的合成和非等温结晶动力学研究

采用DSC方法研究了PA13N在不同降温速率下的结晶过程,并利用Avrami方程研究了其非等温结晶动力学。在非等温结晶过程中,随着降温速率的增大,结晶温度向低温偏移。综合利用Avrami方程得到Avrami指数为1.35~1.88和结晶速率常数Zc≈1;并求得其结晶活化能为-58.42kJ/mol。结果表明,PA13N的结晶能力小于其他脂肪族尼龙。     

聚己内酯的等温与非等温结晶动力学研究

采用示差扫描量热(DSC)与同步辐射小角X射线散射(SR-SAXS)技术分别研究了聚己内酯(PCL)的等温与非等温结晶动力学及等温结晶过程中PCL片层结构的变化. 在等温结晶过程中, Avrami指数n≈3, 表明PCL以异相成核的三维球晶方式生长. 同时计算了折叠链表面自由能等结晶动力学参数. 在非等温结晶的过程中, Avrami指数n≈4, 表明PCL以均相成核的三维球晶方式生长. 同步辐射小角X射线散射数据分析表明, 在等温结晶过程中, 长周期与非晶层的平均厚度随着结晶时间的增加会经历先减小后几乎不变的过程, 而结晶层的平均厚度不随结晶时间变化而变化. 同时随着结晶温度的升高, 长周期、结晶层厚度与非晶层厚度等片层结构参数均增加.     

PET/PEN/DBS共混物非等温结晶动力学研究

采用DSC方法, 用修正的Avrami, Ozawa, Ziabicki宏观动力学模型描述PET/PEN/DBS[PET: 聚对苯二甲酸乙二醇酯; PEN: 聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯; DBS: 1,3∶2,4-二(亚苄基)-D山梨醇]共混物的非等温熔融结晶过程, 研究结果表明, 修正的Avrami模型能很好地描述此共混物非等温结晶过程. 冷却速率在5-20 ℃/min范围内, Ozawa方程能很好地描述初期结晶过程, 但结晶后期由于忽略次级结晶而不适宜. 由Ziabicki结晶动力学参数可知, 该共混物的结晶随着成核剂DBS含量的增加而降低, 结晶速率随着成核剂DBS含量的增加而提高. 在非等温结晶条件下, 共混物结晶同时受到冷却速率和共混物组成的影响, 与共混物非等温结晶过程的有效能垒分析结果基本一致.     

聚甲醛结晶过程的流变学方法探索

使用流变学方法小振幅振荡剪切跟踪了聚甲醛降温结晶和升温熔融的动力学过程,结果表明流变学方法也是测定结晶、熔融温度的有效手段.转变温度可由动态储能模量的起始偏折点进行标识;而对于恒温结晶过程,流变学方法可由动态储能模量对时间的演进得到结晶过程中的相对结晶度,进而使用Avrami方程拟合获取结晶动力学参数,还可将结晶过程视为物理凝胶化过程而使用凝胶化时间标示结晶过程的快慢.     

变温红外法研究聚对苯二甲酸乙二酯分子链的松弛运动及其构象转变

在30～170 ℃范围内逐渐升温过程中,用红外光谱仪原位检测无定形聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜红外光谱图的变化情况。通过特征谱带吸光度与温度的变化特点,研究了PET分子链在热变化过程中的松弛运动及冷结晶过程中分子链的构象变化。实验结果表明在冷结晶过程中,随PET结晶的不断完善,对应左右式(gauche)构象的吸收峰减弱,对应反式(trans)构象的吸收峰增强,并计算出CH2面外摇摆振动结晶前和结晶后反式构象和左右式构象的相对百分含量随温度的变化关系,以及玻璃化转变和冷结晶的温区范围。     

低密度聚乙烯/乙丙烯三元共聚(LDPE/EPO)共混体系的结晶动力学

用DSC方法研究了LDPE/EPO共混体系的等温及非等温结晶动力学,对LDPE/EPO共混体系的等温结晶动力学研究表明,共混物是三维生长的异相成核,共混物在各个结晶温度下的结晶过程都是以方式K_g(Ⅱ)进行的.采用联系Avrami方程和Ozawa方程导出的新非等温结晶动力学方程,处理了LDPE/EPO共混体系,得到了非等温结晶过程的一些基本参数,新方程很好地描述了此共混体系的非等温结晶动力学过程.     

单轴取向聚对苯二甲酸乙二酯非等温结晶动力学研究

采用等速升温DSC方法对单轴取向聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)的结晶过程进行了研究 ,发现单轴取向PET的冷结晶峰表现为多重结晶峰 .等温DSC方法的研究结果进一步证实结晶重峰的存在 .为此 ,本文提出了一种依据非等温DSC曲线解析高聚物结晶动力学参数的新方法 .对单轴取向PET的研究结果表明 ,与其他方法相比较 ,由新方法计算出的理论曲线与实验数据能更好地吻合 .单轴取向PET的总的结晶过程由三个子结晶过程组成 .根据不同拉伸比 ,各个子过程的Avrami指数和质量分数的变化 ,对结晶机理进行了解释 .与各向同性PET样品相比 ,单轴取向PET在低温部分的结晶速率明显增快     

在高压CO_2中聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物的结晶行为

通过广角X射线衍射(WAXD)和小角X射线散射(SAXS)方法研究了PEO-b-PCL在CO2中的结晶形貌和片晶厚度的变化,利用高压示差扫描量热仪(HP DSC)考察了压力对熔融和等温结晶过程的影响.结果表明,PEO-b-PCL的结晶度、片晶厚度、熔融温度均随压力的升高而减小,结晶结构变得不完善.在等温结晶过程中,结晶速率随压力的升高而下降,结晶过程处于成核控制区,Avrami指数n在3.7~4.7,表明晶体的生长方式为三维生长.     

聚乳酸的非等温结晶行为

用差示扫描量热法(DSC)研究聚乳酸(PLA)从熔体及玻璃态为初始条件下的非等温结晶行为,采用Ozawa方程、Mo法、Khanna法和Kissinger法对结晶动力学参数进行计算处理。 实验结果表明,这几种方法均适合处理PLA的非等温结晶过程,而Khanna法提出的结晶速率系数(CRC)能够方便地评价PLA相对结晶速率的大小。 PLA从玻璃态升温结晶比从熔体降温结晶容易得多,升温过程有利于晶核生成,而降温有利于晶体生长。 升温结晶时,升温速率2.0 ℃/min时,结晶焓(ΔH_c)达到最大为27.1 J/g。 从熔体等速降温过程中,随着冷却速率的降低ΔH_c单调增加,冷却速率为0.25 ℃/min时ΔH_c增加到28.3 J/g。 在较低温度下从玻璃态结晶,主要表现为异相成核的二维生长方式。 在较高的温度下从玻璃态升温结晶及从熔体冷却结晶时,以均相成核的三维生长方式结晶为主。 与升温过程相比,冷却不利于晶核的生成,所以导致冷却过程总体ΔH_c偏低,扩散活化能偏大。     

碳纤维对聚丙烯结晶行为的影响

本文用偏光显微镜和示差扫描量热计(DSC)方法研究了碛纤维对聚丙烯结晶行为的影响。碳纤维表面对聚丙烯结晶过程具有明显的促进作用,纤维表面成核密度轻高,结晶生长成为横穿结晶,结晶特征温度随碳纤维加入而有不同程度的升高。结晶动力学表明:结晶生长本质仍是球晶机理,促进聚丙烯结晶的原因是碳纤维使结晶过程的表面自由能降低。     

大米淀粉糊化过程的光谱分析

采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱仪跟踪测定了不同品种大米淀粉的糊化过程,同时与X-射线衍射仪测定的淀粉结晶度相对比,研究了淀粉颗粒内结晶结构在糊化过程中变化的详细情况.利用红外光谱仪计算出天然大米淀粉及其在糊化过程中各个阶段代表结晶区特征的1047cm-1和代表非晶区特征的1022cm-1两处红外吸收峰强度的比值.结果表明,天然淀粉的结晶区主要由支链淀粉侧链的双螺旋结构所形成;在加热过程中淀粉的结晶结构被破坏,并且直链淀粉含量越高,其结晶结构在糊化过程中破坏越慢,说明直链淀粉能抑制淀粉结晶结构的破坏.利用X-射线衍射仪测定了大米淀粉糊化过程各个阶段的结晶度,进一步验证了淀粉的结晶结构在糊化过程中的损失.虽然,两种测定方法对"结晶度"的定义不同,但对于淀粉结晶程度的测定具有相关性和可比性,能为研究淀粉的糊化行为提供有利的补充信息.     

热处理对聚丙烯纤维晶体结构变化的影响

<正> 引言聚合物在不同温度下的结晶过程及随之而引起的晶体结构变化是纤维纺丝过程中一个重要环节,了解聚合物结晶过程和晶体结构变化的特点以及外界条件对它的影响,对生产实际具有重要意义。聚合物的热行为是随着结晶过程变化而变化的,所以结晶聚合物的结晶过程及随之引起晶体的变化是可以通过热效应的变化来表征的。用热处理方法研究聚丙烯有人做过一些工作。有如,M.Lengyel曾研究热处理聚丙烯纤维的热行为,上出健二研究热处理聚丙烯薄膜的热性质。本文着重研究在程序升温过程中插入一个恒温     

非晶态聚对苯二甲酸乙二酯等温结晶的介电研究

非晶态PET的介电性质温度谱除α_a松弛和β松弛外,在120—130℃之间由于在升温过程中试样的结晶出现一个损耗峰。比较非晶态试样与结晶后试样介电常数ε′和介电损耗ε″的差别,可在97—113℃温度下用ε′和ε″来表征非晶态PET的等温结晶过程。在结晶的初期,ε′随时间的变化符合Avrami方程,即(ε′(t)-ε′(∞))/(ε′(0)-ε′(∞))=exp(-Kt~n)。在结晶的后期,由介电性质的频率谱Cole-Cole图观察介电松弛强度△ε和β参数在结晶过程的变化。     

结晶聚合物的辐射效应 Ⅰ.γ-辐照尼龙1010的聚集态结构

本文通过WAXD和DSC等方法研究了γ-辐照尼龙1010聚集态结构的变化,结晶损伤和无定形化的过程。这些过程和结晶与非晶界面原子参与化学反应密切相关,结晶损伤从结晶表面开始,随着辐照剂量增加逐渐向结晶内伸展,直到完全无定形化。     

聚合物结晶成核剂作用的表征方法的比较和研究

用聚合物的等速降温过程的结晶温度，等温结晶过程的半结晶时间（ｔ１／２）或结晶速度常数（Ｋ），结晶过程的晶核密度或球晶尺寸大小和聚合物结晶成核界面自由能（σσｅ或σｅ）大小等方法描述了碳酸钙、对苯二甲酸、苯甲酸钠对聚丙烯成核结晶过程的影响．通过对不同方法的比较，结果表明不同方法是从不同角度来反映助剂对聚合物成核结晶过程的影响，聚合物结晶温度的高低和等温结晶过程的半结晶时间或结晶速度常数是描述聚合物整体结晶速度的参数；而聚合物结晶过程中晶核密度或结晶完了时聚合物球晶尺寸，和聚合物结晶成核界面自由能大小与聚合物的成核难易程度直接相关，是判断聚合物结晶成核速度的方法．但不同方法之间存在一定的相关性，所以用不同方法测定的结果之间有较好的可比性，可根据具体条件选用一种方法．多种方法的配合使用可以较全面的了解成核剂的作用．     

大柴旦富硼浓缩盐卤中硼酸镁盐稀释结晶动力学

采用动力学法研究了富硼浓缩盐卤稀释过程硼酸镁盐的结晶动力学,重点探讨了温度、稀释比和硼浓度对结晶过程的影响。利用单纯形优化法配合Runge-Kutta微分方程组数值解法对实验数据进行拟合,给出了结晶动力学方程和结晶速率。结果表明,低温、高硼浓度和中间稀释比有利于硼酸镁盐的结晶析出,最优条件下析硼率(以B_2O_3计)高达88%;结晶速率随硼浓度的增加和温度的降低快速增大;反应级数表明稀释结晶过程硼酸镁盐结晶主要受多核表面反应控制,同时提出了结晶相转化机理。     

反式1,4-聚丁二烯的非等温结晶动力学研究

采用Nd(P5O7),-LiBu-AlEt3和AlEt3-VCI3两种催化剂体系分别合成了两种分子量与反式1,4单元结构含量不同的反式1,4-聚丁二烯样品(TPBD)。用DSC方法不仅研究了两样品六方相晶体的非等温结晶过程,同时还对单斜相结晶的非等温动力学过程进行了研究。Avrami方程分析显示,在低结晶度下TPBD六方相和单斜相的结晶生长过程呈现热成核的三维球晶生长。研究表明：虽然Ozawa方程在较低温度下能描述TPBD的六方相结构的实验数据,但不能完全描述在较高温度下六方相及单斜相非等温结晶过程,而用莫志深等建议的方程则能很好地描述TPBD六方相和单斜相非等温结晶过程。由Kissinger方程得到TPBD六方相和单斜相结晶的平均结晶活化能分别为-165．8kJ／mol和-220.5kJ／mol。     

嵌段共聚物PVCH-b-PE-b-PVCH的多重结晶行为

通过采用差示扫描量热仪(DSC)主要研究了结晶-非晶嵌段共聚物聚乙烯基环己烷-b-聚乙烯-聚乙烯基环己烷(PVCH-b-PE-b-PVCH)溶液结晶样品的熔融与非等温再结晶过程.探讨了溶液结晶样品中微相分离结构的形成对嵌段共聚物受限结晶的影响,并发现样品在熔融后的非等温结晶过程中出现了多重结晶峰.通过对嵌段共聚物有序、...     

间规1,2-聚丁二烯结晶结构研究

以间规1,2-聚丁二烯(s-PB)为研究对象,通过原位同步辐射小角X射线散射(SR-SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)研究其结晶结构的变化过程.SR-SAXS曲线中存在明显的散射峰,表明在等温结晶过程中形成有序结晶结构;在等温结晶后间规1,2-聚丁二烯的片晶厚度、微晶尺寸均正比于1/Tc∞-T,根据高分子结晶中介相机理可以做出合理的解释.