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.     

拉伸温度对α’-型聚乳酸结构与性能的影响

α’-晶型聚乳酸(PLA)膜被制备和单轴拉伸.通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、全反射红外光谱(ATR-IR)、差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试技术研究了拉伸温度梯度变化对α’-晶型PLA膜的分子量及其分布、分子链构象、结晶度、晶型转变和取向行为的影响.在恒定拉伸速度与应变下,拉伸温度对PLA膜的应力-应变曲线,特别是屈服强度、拉伸模量产生了较大的影响,其值随拉伸温度的增加而降低.GPC测试结果表明,在不同的温度下拉伸后,PLA会发生一定程度的降解,分子量降低;ATR-IR,XRD,DSC和Raman光谱测试结果表明,在不同的温度下拉伸后α’-型PLA没有发生晶型的转变,即没有由α’-晶体转变为α-或β-晶体.结果表明PLA的结晶度、分子链取向程度强烈依赖于拉伸温度:当拉伸温度低于100℃时,α’-型PLA膜的结晶度与沿着拉伸方向的变形程度随拉伸温度的增加而增加,分子链的高度取向诱导了PLA结晶;当拉伸温度超过100℃后,PLA的分子链沿着拉伸方向上的有序度与结晶度将降低.     

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.     

Effect of Drawing Temperature on Structure and Properties of a＇-Phase of Poly（lactic acid）

a＇-晶型聚乳酸（PLA）膜被制备和单轴拉伸．通过凝胶渗透色谱仪（GPC）、全反射红外光谱（ATR-IR）、差示扫描量热仪（DSC）,X射线衍射（XRD）及Raman光谱等测试技术研究了拉伸温度梯度变化对a＇-晶型PLA膜的分子量及其分布、分子链构象、结晶度、晶型转变和取向行为的影响．在恒定拉伸速度与应变下,拉伸温度对PLA膜的应力．应变曲线,特别是屈服强度、拉伸模量产生了较大的影响,其值随拉伸温度的增加而降低．GPC测试结果表明,在不同的温度下拉伸后,PLA会发生一定程度的降解,分子量降低;ATR-IR,XRD,DSC和Raman光谱测试结果表明,在不同的温度下拉伸后a’-型PLA没有发生晶型的转变,即没有由a＇-晶体转变为a-或β-晶体．结果表明PLA的结晶度、分子链取向程度强烈依赖于拉伸温度：当拉伸温度低于100℃时,a’-型PLA膜 的结晶度与沿着拉伸方向的变形程度随拉伸温度的增加而增加,分子链的高度取向诱导了PLA结晶;当拉伸温度超过100℃后,PLA的分子链沿着拉伸方向上的有序度与结晶度将降低．     

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.     

纤维素接枝共聚物对聚乳酸结晶性能和拉伸流变性能的影响

通过熔融缩聚法制备出含有聚乳酸支链的纤维素接枝共聚物(OLA-g-C),并采用溶液共混法制备一系列聚乳酸(PLA)/OLA-g-C共混物以及对比样聚乳酸/微晶纤维素(MCC)共混物.扫描电镜(SEM)结果表明聚乳酸支链的存在可以提高纤维素在PLA基体中的分散性,抑制团聚现象的出现.在非等温结晶过程中,OLA-g-C和MCC的加入都可以促进PLA的结晶,但是OLA-g-C的促进效果优于MCC,这与OLA-g-C在基体中的分散性良好有关.在等温结晶过程中OLA-g-C可以同时提高PLA的结晶度以及结晶速率,但对其成核机理和生长方式无明显影响.偏光显微镜(POM)观察的结果进一步证明OLA-g-C可以作为成核剂,有效地缩短基体的结晶时间,提高PLA的结晶能力.但是,OLA-g-C的加入却降低了体系的拉伸黏度,这与体系的缠结作用有关.     

聚对苯二甲酸乙二酯非晶态膜片单轴热——拉伸中的结晶与松弛

用动态力学损耗温度谱作为测试手段,研究了非晶态PET膜片在78—112℃温度范围内的单轴拉伸。实验结果说明,在较低温度下所得结晶的拉伸试样,完全由于应变诱发结晶,发生在应力-应变曲线的屈服后应力开始上升的阶段。在较高温度下(90℃或更高)拉伸可得非晶态而且光学各向同性的试样,是由于分子链的小尺度取向在拉伸过程中已完全热松弛所致,而分子链的大尺度取向要通过高弹态流动而松弛,其速率较慢,用拉伸后试样两端固定时的应力松弛进行了观察。在较低温度下应力松弛后仍为非晶态,在较高温度下应力松弛到起始应力的1O％下才开始结晶。FTIR研究表明在这种状态下的结晶有一结晶诱导期,其时间尺度与应力松弛阶段相当。     

不同添加剂的聚乳酸薄膜性能研究

以几种环境友好型的无机成核剂和1种增塑剂作为聚乳酸添加剂,通过溶液成膜法制备复合薄膜.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)和拉伸试验机等对其进行结构和性能分析.结果显示:无机成核剂含量增多会导致其在基体中分散性变差,增塑剂添加有助于无机成核剂的分散且复合薄膜表面光滑.两相复合薄膜1M和3M表现出明显的孔洞结构,1K薄膜出现连续的岛状结构.FTIR和XRD结果表明添加剂并没有改变基体材料的晶型,同时DSC结果表明复合薄膜的结晶度均得到提高.5M,1C,5MMT,5K,1M/4K和1C/4K有最佳的拉伸强度和杨氏模量,但断裂伸长率较纯PLA薄膜下降.加入PBAT含量为2%(质量分数)的上述薄膜,断裂伸长率提高,韧性增强,综合力学性能提高.     

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.     

成核剂和促进剂对聚对苯二甲酸乙二酯结晶的影响

研究了一种成核剂和结晶促进剂及其混合物对聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）结晶过程和熔融行为的影响．结果表明,成核剂的引入降低了ＰＥＴ的结晶成核界面自由能,起到促进ＰＥＴ结晶成核的作用,从而加快了ＰＥＴ的结晶速度．而结晶促进剂对ＰＥＴ的结晶速度影响很小,不能促进ＰＥＴ的成核结晶,但能使ＰＥＴ结晶更完善,使ＰＥＴ的结晶度提高．当两者并用时,ＰＥＴ由熔体降温的结晶行为主要由成核剂控制,而成核促进剂的作用不明显．     

低维度碳纳米填料诱导聚合物结晶

低维度纳米填料(LDCN)具有优异的物理机械性能.研究发现LDCN与聚合物复合,可显著提高复合材料的力学性能或者增加功能,并且LDCN可诱导多种聚合物结晶.LDCN不仅可作为异相成核剂,提高聚合物的结晶温度和结晶速率,而且可诱导聚合物形成特殊的晶体形貌.研究LDCN对聚合物结晶的影响,进而调控聚合物的结晶度和晶体形态,...     

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.     

聚乳酸/氧化锌柱撑皂石纳米复合材料制备与性能及结构表征

通过微波水解法制备了ZnO柱撑皂石,并以其为加工助剂制备了聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑皂石纳米复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、对ZnO柱撑皂石及PLA/ZnO柱撑皂石纳米复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能和热稳定性能进行了测试.微观结构分析表明,ZnO柱撑皂石呈现剥离状,并均匀分散在PLA基质中.力学性能研究表明0.3%ZnO柱撑皂石的加入有助于改善PLA复合材料的断裂伸长率.SEM分析表明PLA复合材料的断面发生明显改变,表现良好韧性;DSC结果显示纳米ZnO柱撑皂石可以降低复合材料的玻璃化转变温度、结晶温度,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合;热重分析表明ZnO柱撑皂石可以提高PLA复合材料的热稳定性.测试结果表明,ZnO柱撑皂石在PLA基质中起到了异相成核的作用,促进了PLA基质的结晶.     

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.     

接枝咪唑阳离子对聚乳酸结晶行为影响研究

聚乳酸(PLA)受到伽马射线辐照发生降解,加入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)与PLA发生接枝反应,可缓解其降解,得到咪唑阳离子接枝聚乳酸(PLA-IM).核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)测试结果表明和直接辐照样品(PLA-S)相比,PLA-IM端羟基含量显著下降,分子量为PLA-S的3倍.利用偏光显微镜(POM)和示差扫描量热仪(DSC)研究PLA-IM等温结晶行为,发现其结晶时仍呈现球晶形貌,晶体生长速度变化相对较小,主要仍受分子量的影响,在相同结晶温度时,PLA-S的晶体生长速度最快,其次是PLAIM,而PLA-L最慢.咪唑阳离子接枝使PLA-IM成核密度显著提高,致使结晶动力学加快,当结晶温度≥125℃时,PLA-IM的半结晶时间小于低分子量的PLA-S.成核能力的提高是导致PLA-IM结晶动力学加速的主要原因.与共混物中离子液体降低PLA成核作用不同,PLA链上接枝阳离子后,离子相互作用有利于成核时高分子链段发生局部有序排列,促进晶核数目的提高.     

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。     

添加剂对双向拉伸尼龙薄膜性能的影响

为提高双向拉伸尼龙薄膜的拉伸性能及薄膜性能,本文研究了不同成核剂、润滑剂及芳香尼龙对高黏度尼龙性能的影响.添加剂改性尼龙6后,冲击性能和断裂伸长率均有不同程度的提高,注塑样品表现为α晶型结构.尼龙6流延骤冷时形成不稳定的α晶型,经过双向拉伸后,转变为稳定的α晶型,在X射线衍射图谱中表现为较强的单峰.改性尼龙制备的双向拉伸薄膜具有较高的力学性能和较低的雾度,综合性能较好;润滑剂Incromold-T具有更好的综合效果.加入少量的半芳香尼龙MXD6,尼龙6结晶能力下降,薄膜光学性提高,但力学强度明显下降.     

拉伸对聚左旋乳酸结晶的影响

在成型加工过程中,拉伸是提高聚合物材料结晶能力的一种重要手段. 本文采用红外光谱、差示扫描量热分析、X射线衍射等方法系统研究了不同温度下拉伸对聚左旋乳酸（PLLA）结晶行为的影响. 结果表明,在合适的温度条件下,拉伸能迅速提高PLLA的结晶速度和结晶度. 对经过拉伸预处理但未结晶的PLLA样品进行等温及非等温结晶的研究发现,经过拉伸预处理的PLLA样品的结晶速率和结晶度都得到提高,这表明预拉伸会影响PLLA在后续过程中的结晶行为.     

β型聚丙烯注塑件的分层结构与力学性能

用X-射线衍射仪研究了不加和加成核剂形成不同晶型的三种聚丙烯注塑件的分层结晶结构,获得各层结晶度和β晶型含量(k_β)随皮芯距离的分布规律,测定了试件弯曲、拉伸和冲击性能。发现,纯等规聚丙烯试件主要含α晶型,皮层的结晶度和k_β低于芯层。加有α成核剂的试件仅含有α晶型,皮层的结晶度也低于芯层。加有β成核剂的试件主要含β晶型,皮层的结晶度和k_β值高于芯层。纯聚丙烯试件和β型为主的试件的分层结构中存在α晶和β晶间的转变。与α型聚丙烯相比,β型聚丙烯有较低的屈服强度,却有较高的抗张强度,显示很高的拉伸韧性和延展性,可明显提高室温以及玻璃化温度以下的低温抗冲击性能。     

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.