超高分子量聚乙烯烧结制品的链缠结调控及其对性能影响

利用新的单中心Ziegler-Natta(Z-N)催化剂,通过干预分子链的生长与聚集行为,可获得低缠结的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)初生树脂.本研究利用这类低缠结UHMWPE,通过设置不同的烧结温度(Ts)来改变熔体缠结状态,并探讨了链缠结程度对烧结制品结构与性能的影响.实验结果表明TS=220℃下,UHMWPE样品发生显著的复缠,造成高缠结度;而Ts=170℃下,初始低缠结状态能够得以充分保留,从而获得了缠结度具有明显差别的不同样品.示差扫描量热法(DSC)测试表明,在Ts=170℃下,低缠结度有利于在随后等温及冷却结晶过程中生成高熔点(最高达141℃)晶体与高的结晶度(最高达65%).力学测试表明低缠结度制品的综合力学性能显著提升,其中屈服强度提高72%,拉伸断裂强度提升139%,弹性模量提升162%以及断裂伸长率提升36%,实现了同时增强增韧.这就提供了一种从调节链缠结温度实现UHMWPE烧结制品高性能化的新思路.     

稀土顺-1,4-聚丁二烯的分子量及分子缠结对结晶行为的影响

本工作以线膨胀、体膨胀、DSC、扭辫等方法,在较宽的分子量和结晶温度范围内研究了稀土顺-1,4-聚丁二烯(Ln-PB)的分子量与结晶速率,结晶熔点,玻璃化温度及结晶比表面能之间的关系。进一步考察了分子链缠结对结晶速率的影响,并在结晶成核理论的基础上引入链缠结的影响,导出Ln-PB的结晶动力学方程,得到了与实验符合较好的结果。     

聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物的热性能和结晶行为研究

合成了系列聚右旋乳酸(PDLA)嵌段重量分率(fw=0～0.61)的窄分子量分布聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物(PS-b-PDLA).运用温度调制示差扫描热分析仪(TMDSC)和热台偏振光显微镜(POM)等研究手段,对制备所得的结晶性二嵌段共聚物的热性能、结晶速率与结晶形貌等进行了研究.研究结果表明,与聚右旋乳酸均聚物相比,随着PS-b-PDLA中结晶性PDLA嵌段重量分率fw减少,无定形聚苯乙烯嵌段(PS)对PDLA嵌段链段的结晶抑制作用增强,PS-b-PDLA的热结晶性能与结晶形貌发生显著变化;相对于PDLA均聚物,PS-b-PDLA的冷结晶温度(Tcc)和结晶平衡熔点(Tm0)分别下降14℃和38℃,球晶生长速率明显降低.在无定形PS嵌段链段的玻璃化温度(Tg)附近,二嵌段PS-b-PDLA的结晶行为出现拐点,揭示PS嵌段由于相分离所形成纳米微相空间对PS-b-PDLA中PDLA链段的结晶产生影响,并且该影响作用程度与PDLA嵌段的重量分率fw和结晶温度(Tc)相关。     

聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物的制备及其相容性研究

采用氯仿/乙醇共沸溶液浇铸法制备了混合均匀的聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物(PLLA/PAL)体系.研究了PLLA/PAL共混体系的热性能、结晶行为、形态结构和力学性能,评价了PLLA和PAL之间的相容性.结果表明,PAL对PLLA的结晶行为和热性能产生了较大的影响,共混物的结晶度较低,共混体系中部分PAL会进入PLLA球晶的片晶而导致PLLA球晶结构不完善,熔点降低.PAL的含量小于20%的PLLA/PAL共混物的拉伸强度和断裂延伸率均高于纯PLLA.PLLA和PAL分子链相互缠结,产生的氢键使分子链间存在较强的相互作用,具有较好的相容性.     

聚(丙烯酸-co-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)梳状高分子的侧链结晶行为

以不同分子量的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(mPEG1000MA或mPEG2000MA)为大单体,与丙烯酸(AA)、甲基烯丙基磺酸钠(SMAS)等单体通过自由基聚合反应合成了一系列具有不同分子量、不同侧链长度、不同侧链密度的聚(丙烯酸-co-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)梳状高分子.用乌氏黏度计测定梳状高分子的特性黏数以表征其分子量大小.采用示差扫描量热法(DSC)测量梳状高分子中甲氧基聚乙二醇(mPEG)侧链的结晶温度和熔点.分析认为,当mPEG1000MA与AA共聚后,处于玻璃态的PAA主链对mPEG侧链的物理限制作用很大程度上影响了mPEG侧链的结晶行为.这种在受限环境中mPEG的结晶温度和结晶熔点均发生明显漂移,低于PEG在本体中的结晶.结晶温度和熔点的偏移受到主链长度、侧链疏密、侧链长度、磺酸侧基含量等诸多分子结构和组成因素的影响.研究结果表明:共聚物中侧链越稀疏,侧链结晶受限作用越明显;mPEG侧链分子量越大,其结晶受到主链的限制作用越弱;在梳状高分子主链上引入磺酸侧基官能团后,侧链的结晶的受限程度增加,并且由于非晶侧链的增多,表现出明显的侧链玻璃化转变.     

链解缠结聚对苯二甲酸乙二酯的结晶行为研究

采用冷冻萃取聚对苯二甲酸乙二酯(PET)溶液(0.1～10g/dL7种不同浓度,3种不同性能溶剂)的方法制备了解缠结PET试样.与链相互穿透且缠结的熔体骤冷试样相比,解缠结PET试样的结晶能力明显增强,且随着制样溶液浓度的降低,链间解缠结程度增加,PET的结晶能力逐渐增强,有序结构含量明显增加,但是如果制样溶液浓度太低,溶液中链间距离太大,则又不利于萃取过程中链间的有序堆砌而结晶.采用接触浓度c*附近的溶液,既可确保链间的有效解缠结又有利于链间的有序堆砌而结晶.PET的结晶能力甚至还受制样所用溶剂性能的影响,这是因为溶剂性能影响了溶液中链间的相互作用以及链的解缠结程度.     

冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态

在10^-3～10^-5g/mL浓度范围内,用冷冻升华法制备了超高分子量聚乙烯(UHPE)单链、寡链、多链的折叠链晶聚集体.长达几万纳米的UHPE分子链可以以不同的片晶参与结晶,或自身形成数个晶粒,即形成单链多晶.DSC研究结果表明,随着溶液浓度的降低,冷冻升华样品的熔点和结晶度均降低.由熔点估算了晶粒的体积和晶粒中包含的链数,它们亦随溶液浓度降低而降低.冷冻升华得到的小晶粒中链的缠结少,晶体具有较高的完善性.用WAXD测试晶粒的(110)和(200)面的法向尺寸,由此计算晶粒的平均体积,与熔点计算得到的数值一致.     

链缠结对聚合物结晶行为的影响

链缠结是聚合物分子链相互作用的一种形式 ,它主要影响分子链的长程运动 .自链缠结的概念被提出以来 ,人们对聚合物粘弹性、流变行为和网络平衡力学等进行了理论研究和实验验证 .然而 ,在聚合物结晶领域 ,链缠结对结晶过程的影响一直存在着很大的争论 .Flory等 [1] 认为 ,聚合物结晶时分子链根本没有足够的时间进行构象调整 ,分子链进入晶格后 ,使大量的缠结链段被挤入非晶区 ,并由此建立了聚合物结晶“插线板”模型 .Hoffman等 [2 ]根据单根分子链从过冷熔体“卷饶”到晶体前沿所需的时间进行估算 ,结果比 Flory预言的快约 3～ 5个数量级…     

表面接枝改性纳米二氧化硅填充聚丙烯的结晶行为

应用差示扫描量热方法研究了纳米二氧化硅 (SiO2 )及其表面接枝改性对聚丙烯 (PP)结晶过程、等温与非等温结晶动力学的影响 ,并研究了上述等温结晶的熔融行为和平衡熔点 .研究发现纳米SiO2 具有明显的异相成核效应 ,能够提高PP的结晶温度、熔融温度、结晶度和结晶速率 ,但降低聚丙烯结晶的完善程度 .粒子的表面接枝处理 ,因改善了粒子与基体的亲和性而有利于粒子成核效应的提高 ,而且此效应尚与粒子的分散相关     

基板受限条件下聚合物薄膜厚度对结晶的影响研究

通过溶液铸膜方法,用匀胶机(spin-coater)在铝箔基板上制备出一系列具有不同厚度的结晶聚合物聚羟基丁酸酯(PHB)和聚ε-己内酯(PCL)超薄膜.经退火处理后,用差热扫描量热仪(DSC)测试了薄膜厚度对其结晶熔点T_m和结晶温度T_c的影响.结果表明,结晶熔点T_m随超薄膜厚度的减小逐渐减小;在减至一定的厚度时,熔点有突升,至极大值后,随膜厚继续减小熔点又会骤降.而结晶温度T_c则一直随膜厚的减小而逐渐降低.可以认为,结晶聚合物的分子在基板受限作用下,主要是熔融熵的变化导致了熔点的上述变化,而受限条件下的扩散控制结晶使结晶温度降低.     

聚苯硫醚/尼龙6共混物界面对结晶行为的影响

高分子作为材料时 ,其力学性能受其结晶形态的影响 ,而其结晶形态与其结晶行为有关 .结晶性聚合物共混物中结晶组分由于第二组分存在 ,改变了结晶组分在熔体时的化学与物理环境 .因此 ,其结晶组分的结晶行为不仅取决于两组分在熔体时的相容性 ,而且与第二组分是否起到异相晶核作用和 /或两组分间界面是否诱导成核作用有关 ,从而影响共混物中结晶组分的结晶行为 ,导致共混物力学性能的改变[1～ 4] .在ＰＰＳ/ＰＡ6共混物中 ,由于ＰＰＳ的熔点和熔体结晶温度都比ＰＡ6的高 ,共混物熔体降温结晶ＰＰＳ是在ＰＡ6熔体存在下发生结晶 ,而ＰＡ6是在…     

茂金属间规立构聚丙烯结晶动力学研究

用ＤＳＣ和密度法对茂金属间规立构聚丙烯（ｓＰＰ）样品进行了等温和非等温结晶动力学研究．测得平衡熔点Ｔ０ｍ为１５８℃,平衡熔融热焓ΔＨ０ｍ为３７ｋＪ／ｍｏｌ,侧表面自由能σ＝５２ｅｒｇ／ｃｍ２,折叠链表面自由能σｅ＝６９ｅｒｇ／ｃｍ２,链堆砌功ｑ＝３３７５ｋＪ／ｍｏｌ．对非等温结晶过程研究表明,由熔体结晶的ｓＰＰ具有非均相成核,三维球状生长机理．成核与生长活化能ΔＥ＝７３１ＫＪ／ｍｏｌ     

多组分单体接枝聚丙烯/尼龙6反应共混物结晶行为研究

用多组分熔融接枝的方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA)和苯乙烯 (St)共同接枝到聚丙烯 (PP)上 ,制得具有较高GMA接枝率的多单体接枝聚丙烯 ,PP g (GMA co St) .将PP g (GMA co St)与尼龙 6 (PA6 )进行共混 ,利用扫描电镜 (SEM) ,差示扫描量热计 (DSC)和广角X射线衍射 (WAXD)对共混物的形态和结晶进行了研究 .在共混过程中 ,PP g (GMA co St)与PA6反应原位生成了PP g PA6 ,有效改善了共混物的相容性 ,分散相尺寸明显减小 .在PP g (GMA co St) PA6为 3 7的体系中 ,PP g (GMA co St)出现分级结晶现象 ,其在较低温度下的结晶属于均相成核结晶 .在PP g (GMA co St) PA6为 7 3的体系中 ,由于PA6相分散细微 ,在通常结晶温度下不结晶 ,而是在低温下均相成核与PP g (GMA co St)同时结晶 .WAXD证实体系中接枝PP ,PA6为分别结晶 ,无共晶或新的晶型产生     

Pd—B／SiO2非晶态合金的晶化过程及其催化加氢活性的研究

用Ｒａｍａｎ,ＸＲＤ,ＳＥＭ等技术,研究了Ｐｄ－Ｂ／ＳｉＯ２非晶态合金的晶化过程及其对催化活性的影响。研究发现,Ｐｄ＾２＋能高度分散在ＳｉＯ２载体上,并与载体发生作用,但Ｐｄ－Ｂ合金在载体上形成颗粒微细的原子簇,温度低于６７３Ｋ时,这些原子簇在ＳｉＯ２载体上呈非晶态结构,并随着温度的增加而发生团聚。     

PET/LCP反应性共混物的非等温结晶动力学

采用DSC方法研究了聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)和热致性液晶共聚酯 6 0PHB PET (LCP)体系在少量扩链剂双 (2 唑啉 ) (BOZ)存在下形成的反应性共混物的非等温结晶动力学 .结果表明反应性共混物的Avrami指数均在 3 0～ 4 5之间 ,BOZ的加入使反应共混物中PET组分的结晶速率降低 ;表明BOZ对酯交换的促进作用 ,使所生成的共聚酯中PET嵌段的数均序列长度变短 ,而使结晶在某种程度上较为困难 ,但对体系的成核和结晶生长机理无明显影响 .结果还表明 ,随冷却速率的增大结晶峰向低温方向移动     

间规聚苯乙烯同质多晶现象的研究

间规聚苯乙烯(ｓＰＳ)是由日本出光公司在1985年首先合成,由于其优良的耐热性(熔点高达270℃),立刻被认为有可能或为下一世纪最重要的工程塑料.独特的分子结构,使间规聚苯乙烯具有密度低、尺寸稳定、耐热性、耐溶剂性好等诸多优点,因而引起研究人员的广泛重视.同时,间规聚苯乙烯存在复杂的同质多晶现象,共有α、β、γ和δ四种晶型.以不同的条件从熔体结晶,间规聚苯乙烯可形成平面锯齿结构的α晶和β晶.其中,α晶属六方晶系,晶胞参数为:ａ=263ｎｍ,ｃ=078ｎｍ;β晶是斜方晶,晶胞参数为:ａ=088ｎｍ,ｂ=263ｎｍ,ｃ=078ｎｍ.与传统的全同聚丙烯…     

一系列新的席夫碱型液晶高分子冠醚的合成与表征

以 4,4′ (α,ω 烷亚甲基二酰氧 )二苯甲醛和二氨基二苯并 1 5 冠 5为单体 ,采用溶液缩聚方法 ,合成了一类新的席夫碱型液晶高分子冠醚 .一种单体采用脂族二酰氯和对羟基苯甲醛反应制备 ,另一种新的单体采用二硝基二苯并 1 5 冠 5 ,在钯 碳催化剂存在下 ,水合肼还原制备 .合成的二硝基和二氨基 二苯并 1 5 冠 5 ,未能从IR和1 H NMR谱图上区分它们的几何异构体 .聚合物的分子量不高 ,Mn 在 1 0 1 0 0～ 1 3 0 0 0之间 .单体的结构通过元素分析、IR、1 H NMR和MS等方法确证 .聚合物的性质采用GPC、DSC、TG和POM等方法进行了研究 .发现所有的聚合物加热到各自的熔融温度 (Tm)以上都能形成液晶态 ,在液晶态可以观察到向列相的丝状织构和纹影织构 .聚合物的玻璃化转变温度 (Tg)、熔融温度和各向同性温度 (Ti)随聚合物分子中柔性间隔基的变化而变化 ,它们有较高的清亮点温度和宽的液晶态温度范围 .WAXD的研究进一步证实了聚合物的液晶性     

窄分子量分布茂金属短链支化聚乙烯结晶动力学

本工作用DSC方法对三种不同支化度的茂金属短链支化聚乙烯的等温、非等温结晶行为进行了研究 .样品为乙烯和己烯 1的共聚物 ,短支链主要为正丁基 ,分子量Mw =2 0 ,0 0 0 ,Mw/Mn<1 15 ,支化度 (每10 0 0C中CH3 数目 )分别为 1 6、10 4、40 .实验结果表明 ,茂金属短链支化聚乙烯结晶方式Ⅰ Ⅱ转变温度随支化度增加而降低 ,分别为 119 8℃、115 9℃、113 3℃ ;同时支链的存在降低了二次成核速率 ,增大了方式Ⅰ的结晶范围 ,总的结晶速度随支化度增大而减小     

聚对苯二甲酸乙二酯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能

讨论了聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）／层状硅酸盐（蒙脱土）纳米复合材料的制备技术和新材料的结构与性能特征．天然蒙脱土矿物经有机离子修饰剂处理后,参与ＰＥＴ的缩聚反应．ＴＥＭ测定证实蒙脱土在ＰＥＴ中的层厚分布为３０～５０ｎｍ．蒙脱土不影响ＰＥＴ的分子量及其分布．利用ＤＳＣ、ＷＡＸＤ、ＳＡＬＳ和偏光显微镜测定了ＰＥＴ／蒙脱土的结晶速率和结晶形态,说明ＰＥＴ／蒙脱土有着很快的结晶速率,不能生成球晶结构,一般只能生成结构不完整的微晶体．ＰＥＴ／蒙脱土在工程塑料和工业纤维领域有潜在的应用前景