退火过程中聚乳酸中间相的形成和结构演化

采用淬火法制备聚乳酸(PLA)非晶薄膜,并利用原位显微红外光谱在线研究PLA非晶薄膜在不同退火温度下的结构演化.结果表明,PLA非晶薄膜存在一个临界结晶温度,当退火温度高于临界结晶温度时,PLA非晶薄膜可以通过分子链的局部调整实现冷结晶,反之,不能发生冷结晶;在冷结晶过程中先出现中间相,随后发生中间相-晶体相的转变;中间相是通过分子链的构象调整和分子链间的堆砌调整产生的,退火温度越高,中间相出现得越早,最终得到的晶体结构越规整.     

原位X射线研究拉伸过程中间规聚丙烯晶体熔融与晶体取向关系

间规聚丙烯熔体(sPP)淬冷至液氮温度并保持5 min, 于20, 40, 80, 120 ℃下等温退火10 h, 制备出具有不同片晶厚度的样品. 在室温条件下, 利用原位X射线在线研究sPP样品拉伸过程中应力诱导的晶体熔融和晶体取向关系. 结果表明, 在单轴拉伸过程中, 应力导致的晶体熔融和晶体取向同时发生, 即两者在同一应变、 同一应力下同时发生, 这一特性不受片晶厚度的影响. 随着片晶厚度的增加, 晶体熔融和取向需要的临界应力不断增大, 在所研究范围内, 该临界应力的增加和片晶厚度基本呈线性关系. 另外, 随着片晶厚度增大, 样品的弹性模量、 屈服强度和应变硬化模量均有一定程度的增大.     

Exothermic Supercooled Liquid-Liquid Transition in Amorphous Sulfur

Amorphous sulfur （a-S） is prepared by rapidly compressing molten sulfur to high pressure. From differential scanning calorimeter measurements, a large exothermic peak has been observed around 396K. Online wide-angled x-ray scattering spectra indicate that no crystallization occurs in the temperature range 295-453K, suggesting that the exothermal process corresponds to an amorphous-to-amorphous transition. The transition from amor- phous sulfur to liquid sulfur is further verified by the direct observation of sulfur melt at the temperature of the associated transition. This is the first time of reporting that a-S transforms to liquid sulfur directly, which has avoided a crystallization process. What is more, the transition is an exothermic and a volume expansion process.     

蚕丝纤维增强聚乳酸体系中柱晶的形成及结构分析

采用溶液法制备聚乳酸(PLA)薄膜,并利用偏光显微镜在线研究了不同温度及不同牵引速率下,单根蚕丝纤维(SF)诱导PLA柱晶的形成,并利用显微红外光谱表征柱晶结构.结果表明,当牵引速率大于或等于临界速率时,纤维表面有连续的柱晶生成,反之柱晶不连续;当牵引速率大于临界饱和速率时,柱晶的结晶度和取向度分别趋于稳定值;在等温条件下,随着牵引速率的增大,柱晶的成核诱导期缩短,晶体的成核密度增大,取向度增加;当牵引速率一定时,与130℃相比,温度为120℃时形成柱晶的成核诱导期较短,成核密度更大,结晶度更高,柱晶层的生长更快.     

原位X射线检测技术在高聚物研究中的新进展

原位X射线检测技术能够在线观测样品的微观结构形态,实时观测加工工艺对高聚物微观结构演化的影响。该技术的发展不仅对深入认识材料成型本质具有重要意义,也为设计合理的加工工艺提供可靠的科学依据。本文简单介绍了近年来原位X射线检测技术的发展情况,以及相关研究领域的新进展,包括在线测量材料在升降温、伸展压缩、静高压、电磁场等外场条件下的微观结构演化等方面,并对该技术进行了总结与展望。     

Bridgman压砧几种内加热方式及其温度测量

 设计了4种Bridgman压砧内加热方式，尝试了钽和石墨作为加热材料，采用双热电偶测温，分别测量了不同加热方式的样品中部和上部温度与输入电压的关系，并粗略地讨论了样品的温度梯度。在0.1 GPa压力下，样品温度达到1 300 ℃以上。另外，在5.0 GPa高压下、1 000 ℃范围内测量了样品温度随输入电压变化的曲线。     

快速压致凝固聚乙烯结晶结构的研究

利用快速增压、自然冷却和液氮淬冷3种方法对高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)熔体进行处理,并对凝固样品的微观结构进行了研究。结果表明,由于不受导热系数的限制,快速增压法制备的样品不存在明显的皮芯结构,样品的结晶度分布较均一。和淬冷法相比较,快速增压法也可以有效地抑制聚合物的结晶,特别是对于分子链运动能力较差的高分子材料(LLDPE),抑制作用更明显。     

快速增压制备非晶聚乳酸的等温冷结晶行为研究

通过快速增压法(RC)和自然冷却法(CN)分别制备出完全非晶的聚乳酸(PLA)样品,利用差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微红外光谱仪(FTIR)和广角X-ray(WAXD)研究了2种非晶样品的初始结构、不同结晶温度下的等温冷结晶行为及最终的微观结构.结果表明,在温度为110、115、125、130、135及140℃下等温结晶时,RC样品的结晶速率明显高于CN样品;WAXD数据显示,结晶完成后RC样品的结晶度明显高于CN样品,但两者最终的晶粒尺寸大小相近,说明RC样品结晶过程中具有较高的成核密度;实验发现,PLA熔体在快速增压过程中很可能形成了某些类似物理老化样品中存在的局部有序结构,这些局部有序结构促进了晶核的形成,使冷结晶速率明显加快,结晶度提高.     

快压法制备非晶聚醚醚酮的应变诱导结晶行为

利用快速增压和淬火2种方法分别制备了非晶聚醚醚酮(PEEK), 并利用二维广角X射线衍射(WAXD)研究了2种非晶样品在不同拉伸温度(T_d)和不同应变速率(v)条件下的结晶行为. 结果表明, 在相同拉伸温度及应变速率条件下, 快压样品的临界结晶应变明显低于淬火样品; 随着拉伸温度和应变速率的升高, 2种样品的临界结晶应变均逐渐降低; 在相同应变条件下, 拉伸温度对PEEK材料结晶度的影响很大, 而应变速率对其影响较小.     

高压处理对聚丁烯-1/聚丙烯共混物结晶结构及力学性能的影响

利用广角X射线、示差扫描量热仪和电子扫描显微镜研究了不同压力下聚丁烯-1/聚丙烯(iPB-1/iPP)共混物的结晶情况.结果表明，较高的压力能够有效抑制iPB-1和iPP的相分离，细化iPB-1富集区的尺寸，从而抑制iPB-1中form Ⅱ的生长，为form Ⅰ’的生成争取空间；高压下产生的γ-iPP晶能够诱导form Ⅰ’成核，促进form Ⅰ’的生成，且共混物中生成的form Ⅰ’结构更稳定，能够在较高的压力范围内(200～500 MPa)稳定存在.较小尺寸的iPB-1富集区、form Ⅰ’相iPB-1以及γ-iPP的形成，能够提高iPB-1/iPP共混制品的断裂强度和断裂伸长率，改善其力学性能.