聚己内酯在聚己内酯/聚乙烯基甲基醚共混体系中的结晶研究

通过示差扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、小角X射线散射(SAXS)研究了聚己内酯(PCL)/聚乙烯基甲基醚(PVME)共混体系中PCL的结晶行为.研究结果表明,共混聚合物中PCL的结晶度几乎不随体系的组成而发生变化.共混物中PVME的存在没有改变PCL的晶体结构,但是随着PVME含量的增加,片晶之间的距离则大,这主要是由于非晶层增厚引起的.     

过氧化物引发交联聚ε-己内酯的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对聚ε-己内酯(PCL)进行交联,研究了过氧化物含量,交联温度和交联时间对交联反应的影响,较高的交联温度可以提高BPO引发交联反应的速率.采用DSC、WAXD和DMA等方法对交联后聚ε-己内酯的结晶行为、玻璃化转变、力学性能及其生物降解特性进行了研究.结果表明,交联PCL的结晶度下降,熔点降低,玻璃化转变温度降低,但结晶温度有所提高.交联PCL的断裂伸长率和杨氏模量均下降.但是仍具有完全的生物降解能力.     

聚己内酯和聚氧化乙烯共混体系中的两类片晶相间堆砌

对聚(ε-己内酯)(PCL)/聚氧化乙烯(PEO)共混物的相差显微镜、广角X-射线衍射(WAXD)、小角X-射线散射(SAXS)及示差扫描量热计(DSC)等的研究表明,只有当共混物中PCL(或PEO)的含量低于20％时,两组份是相容的.当PCL含量低于20％时,在共混物中形成了PEO片晶和PCL片晶相间堆砌的结晶形态,当PEO含量不超过20％时,PEO则完全以非晶形式混入PCL的非晶区,同时阻碍了PCL的结晶.可见在结晶过程中,相容的两组份对共混体系形态结构的影响却不尽相同.     

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(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物共混物相容性的研究

本文采用DSC、IR方法研究了聚ε-己内酯PCL苯乙烯-丙烯腈共聚物SAN共混物的相容性。观察到共混物只表现出单一的玻璃化转变温度。而且随着含量的增加,半结晶高聚物的熔点下降,利用Flory-Huggins方程计算出共混体系的相互作用参数x_(23)计算结果表明该体系是热力学相容的。红外光谱的研究表明两种高聚物的这种相容性,是由于PCL中的羰基和SAN中的α-氢的氢键相互作用引起的。     

聚己内酯在有机/无机杂化体系中的受限结晶行为

通过Sol Gel技术合成了聚己内酯 (PCL) /二氧化硅 (SiO2 )杂化材料 ,并对杂化样品进行了DSC和WAXD测试 .实验结果表明杂化样品中PCL的结晶度随二氧化硅含量增加而减小 ,当样品中二氧化硅含量达到 60 %时 ,PCL为非晶态 ;含有PCL结晶的杂化样品中PCL熔融温度基本相同 ,但是比纯PCL的熔融温度低 .杂化样品中结晶PCL的结晶结构和微晶尺寸和纯PCL的一致 .这说明杂化材料中PCL的结晶行为和结晶度受到了限制 ,含PCL结晶的样品中PCL的结晶结构和微晶尺寸并没有受到影响 .     

电子束辐照法制备交联共混物聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物的结晶动力学研究

将线形聚(ε-己内酯)(PCL)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)熔融共混,通过电子束辐照法制备了3组凝胶含量不同的交联PCL和PCL/SAN共混物样品.采用相差显微镜(PCOM)观察发现PCL与SAN具有良好的相容性.利用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了交联PCL和PCL/SAN共混物的等温结晶动力学和非等温结晶行为.结果表明,当体系交联程度相近时,交联聚己内酯的结晶动力学随SAN含量的增加而明显减慢.在SAN含量相同时,交联聚己内酯的结晶速率随交联程度增大而减小.对分离提取的线形和交联组分进行结晶动力学的研究则表明SAN引入对PCL的结晶速率起到了关键性的抑制作用.     

聚β-羟基丁酸酯和聚ε-己内酯的酯交换反应

以辛酸亚锡为催化剂 ,研究了聚 β 羟基丁酸酯 (PHB)与聚ε 己内酯 (PCL)在液相条件下的酯交换反应 .讨论了反应时间 ,反应温度和催化剂浓度对酯交换反应的影响 .采用1 3C NMR ,FTIR ,DSC ,WAXD和TGA等方法对PHB和PCL共聚酯 (PHB co PCL)的结构进行了表征 ,并对其结晶行为、晶体结构和热稳定性进行了研究 .结果表明 ,通过酯交换反应 ,所得到的共聚酯为嵌段共聚物 .提高反应温度和延长反应时间有利于酯交换反应的发生 .随着酯交换量的增加 ,PHB co PCL的结晶行为发生很大的变化 .但是 ,PHB co PCL晶体结构并没有因为PCL链段的引入而发生变化 ,而且它的热稳定性在空气气氛中略有提高     

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.     

聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物共混物的形态研究

本文研究了聚(ε-己内酯)(PCI/苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)共混物的形态。采用差示扫描量热计(DSC)测量了PCL/SAN共混物中的PCL结晶度随着SAN含量的增加而下降;当SAN浓度达到60wt％。以上时,PCI的结晶度趋于零。通过偏光显微镜可以观察到在含高浓度PCI的共混物中,PCL是以球晶形式存在的。样品是由PCL球晶充满的,但是随着SAN含量的增加,PCL球晶半径减小,球晶结构逐渐变得不规整,而X-射线衍射测试了不同组成的PCL/SAN共混物中PCL的晶胞参数没有改变,说明SAN没有进入到PCL的晶胞内。以小角X-射线散射结果发现PCI片晶之间的距离随着SAN含量的增加而增大。以上说明SAN分子与没有结晶的PCL形成无定形相夹在PCL的片晶之间。     

非晶高聚物对聚(ε-己内酯)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物相容共混物中球晶生长速率的影响

本文研究了聚(ε-己内酯)(PCL)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)的相容共混物中球晶生长速率与共混组成和结晶温度的关系.发现聚己内酯的球晶生长速率随着SAN的含量增加而下降.由于PCL与SAN是相容共混物,因此在用二次成核动力学方程描述PCL球晶生长速率时,我们引进了相互作用参数X.结果由共混体系的结晶动力学方程计算到的X值与由平衡熔点下降方法计算到的X_(23)值是相同的;而PCL晶体的折叠表面自由能则随着SAN含量的增加而下降.这些结果说明非晶高聚物SAN有碍于PCL球晶的生长.     

聚己内酯-环糊精包合物对聚己内酯结晶行为的影响

采用溶液共混的方法制备了α-环糊精(α-CD)和聚己内酯(PCL)的包合物PCLIC,用X射线衍射和红外光谱对其结构进行了表征,并研究了α-CD、β-CD和PCLC对PCL结晶行为的影响,结果表明线性PCL穿入α-环糊精分子内腔形成了隧道状晶体结构,而且PCLIC对PCL具有明显的异相成核作用,其成核效率比α-CD和β-CD高.     

非晶高聚物对聚(ε-己内酯)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物相容共混物中球晶生长速率的影响

 本文研究了聚(ε-己内酯)(PCL)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)的相容共混物中球晶生长速率与共混组成和结晶温度的关系.发现聚己内酯的球晶生长速率随着SAN的含量增加而下降.由于PCL与SAN是相容共混物,因此在用二次成核动力学方程描述PCL球晶生长速率时,我们引进了相互作用参数X.结果由共混体系的结晶动力学方程计算到的X值与由平衡熔点下降方法计算到的X₂₃值是相同的;而PCL晶体的折叠表面自由能则随着SAN含量的增加而下降.这些结果说明非晶高聚物SAN有碍于PCL球晶的生长.     

利用小角/广角X射线散射联用及一维相关函数分析研究聚(ε-己内酯)片晶的形态

用小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)联用的实验方法考察了等温结晶温度(Tc)和等温时间对聚(ε-己内酯)(PCL)片晶形态的影响.根据WAXS数据计算了PCL的重量结晶度,进而求得其体积结晶度Vc(WAXS).在不同Tc下结晶的PCL样品的Vc(WAXS)均略高于50%.对SAXS谱线做一维相关函数(1DCF)分析,得到了PCL的片晶长周期(LP)和无定形层厚度(La).通过比较WAXS及SAXS的数据分析结果,认为PCL晶体需用"三相模型"予以描述,其过渡层厚度(E)约为LP的15%～18%,对片晶形态具有重要影响.随着Tc升高,PCL晶体的Lc、La及E均逐渐增大,但Lc的变化率最大,这使得结晶度上升.在50℃等温结晶不同时间,发现Lc随延长时间显著增加,而La及E则不断减小.等温10天后,PCL晶体的SAXS谱线上可观察到5级散射,表明片晶相当完善.     

聚ε-己内酯结晶形态的研究

采用DSC测试了聚ε-己内酯(PCL)的结晶温度(TC)和熔融温度(Tm)。同时采用偏光显微镜(POM)探讨了结晶时间的影响,发现结晶时间的改变只能够改变其晶体的尺寸,对其结晶形态并没有太大的影响。最后采用原子力显微镜(AFM)讨论了基底材料、溶剂和过冷度对PCL结晶形态的影响。结果表明:基底材料对PCL结晶形态的影响是比较显著的,PCL在硅片上呈棒状,在云母和涂有碳膜的云母上呈树枝状。溶剂对PCL结晶形态的影响明显,其结晶形态的差别与蒸汽压有关。在不同的温度下PCL结晶形态都成树枝状晶体,且分枝宽度随着过冷度的降低而增加。     

高剪切速率对PCL/RGO附生结晶行为影响的原位研究

以聚己内酯(PCL)/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料为研究对象, 利用同步辐射小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)原位分析了75 s^?1的高速率剪切作用前后的附生晶体结构演变及其对本体晶体形成的影响. 研究结果表明, 在剪切后降温160 s后, PCL分子链开始在RGO表面附生, 形成表面结晶层, 同时形成部分PCL本体晶体; 在200~480 s的等温结晶阶段, 大量PCL本体片晶生成并形成规整的周期结构. 较高的剪切速率使体系的黏度降低, 因此在较高的剪切温度下PCL分子链更容易由伸直链转变为无规线团, 不利于PCL分子链在RGO表面形成表面结晶层. 在剪切速率为75 s^?1时, 70 ℃的剪切温度更有利于PCL分子链在RGO表面附生形成表面结晶层.     

对苯二甲酸丁二酯-ε-己内酯多嵌段共聚物中硬链段的受限结晶

用差示扫描量热法（DSC）,广角X射线衍射（WAXD）,傅立叶变换红外光谱（FTIR）等技术研究了对苯二甲酸丁二酯-ε-己内酯（PBT—PCL）多嵌段共聚物中硬链段的受限结晶。结果表明,PBT—PCL共聚酯中软硬链段在非晶区的混容性比较好,不同组成的样品均显示出一个玻璃化转变温度;对硬段含量超过50%的共聚酯来说,硬链段可以结晶,而软链段不能结晶;由于硬链段的受限特点,BT硬链段的结晶受软链段的影响和制约,其结晶能力随硬段序列长度的增加而逐渐增大。     

辐照对聚己内酯结构和性能的影响

研究了γ 辐照对不同分子量的聚己内酯 (PCL)的力学性能、热性能、结晶行为的影响 ,在此基础上 ,研究了辐射交联后的PCL的形状记忆行为 .研究结果表明 ,PCL的分子量越大 ,辐射交联所需的凝胶化剂量越低 .溶胶分数S +S1 2 与 1 D的关系很好地符合Charlesby Pinner关系式 ,说明PCL的辐射交联属于无规交联 .剂量对PCL的力学性能影响显著 ,剂量越大 ,抗张强度和断裂伸长率下降越多 ,但分子量较高的PCL的抗张强度受剂量的影响较小 .DMA分析表明 ,聚己内酯辐照交联后的弹性模量和耐热性能显著提高 .交联度较高的PCL表现出高弹态 ,可以拉伸 ,并具有较好的形状记忆行为 .DSC分析表明 ,辐射交联使PCL的结晶度有所增加 ,但也使结晶熔点有所降低     

链拓扑结构对嵌段共聚物结晶行为的影响

通过等量的聚乙二醇(PEG)和聚苯乙烯(PS)合成了H型(PS)2-PEG-(PS)2(PEG链接在PS链的中间)和线型PS-PEG-PS(PEG链接在PS链的一端)三嵌段共聚物,并通过X射线小角散射(SAXS)、X射线广角衍射(WAXD)、示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)等手段研究了其结晶行为,结果表明2种共聚物中PEG的晶型相同,但是H型比线形结晶温度更低,PEG片晶厚度更小,在相同温度下PEG结晶速度更慢,这是由于H型分岔结构引起空间位阻较大所致.     

脂肪族聚酰胺热膨胀行为的研究

通过热膨胀测试,示差扫描量热分析(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法研究了4种脂肪族聚酰胺玻璃化转变温度(Tg)、结晶行为以及氢键强度对热膨胀行为的影响,探索了影响脂肪族聚酰胺热膨胀的本质.DSC和X射线衍射结果表明,聚酰胺中结晶部分的热膨胀系数要低于无定形部分,但聚酰胺的熔融温度和结晶度对热膨胀的影响不够明确.相比较其它脂肪族聚酰胺,聚酰胺56(PA56)具有较高的玻璃化转变温度和较低的亚甲基/酰胺基(CH2/CONH)比例,表现出较低的热膨胀系数.研究发现,在相同条件下制备的脂肪族聚酰胺体系中,CH2/CONH比例或Tg与热膨胀系数具有明显的线性关系,随着CH2/CONH比例的降低或Tg的升高,热膨胀系数显著减小.FTIR的结果表明,聚酰胺分子链间的氢键密度和氢键强度随温度升高衰减的程度是影响其热膨胀行为的关键因素.