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.     

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)中β晶的形成与转变

本文通过同步辐射原位二维广角X射线(2D-WAXD)和原位红外光谱(FTIR)等手段，对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)预取向膜二次拉伸过程及随后升温过程中的结构演化机制进行了系统研究。研究结果表明，二次拉伸过程中β晶的相对含量、取向程度和晶粒尺寸会随应变而升高；同时，体系的总α晶的取向度和晶粒尺寸变小，结晶度下降。这说明拉伸过程中，α晶会被破坏并转变为β晶。经过二次拉伸的PHBV膜，在升温过程中，α晶的取向、晶粒尺寸及总体结晶度会升高，而β晶的相对含量逐步下降到零。这说明在较高的温度下，β晶的分子链会重新排列，主要转变成了取向度高的α晶。β晶表现出从65℃到135℃的持续熔融转变。本研究初步阐释了PHBV薄膜中的β晶在拉伸和升温过程中的演化机制，为生物基聚酯薄膜的加工和性能调控提供了理论依据。     

聚乙烯串晶在单轴拉伸形变过程中的微结构变化和机理

本文采用电子显微镜和小角Ｘ－射线散射（ＳＡＸＳ）技术研究了含有串晶结构（Ｓｈｉｓｈ—ｋｅｂａｂ）的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）／超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）共混物高取向膜在单轴拉伸过程中的微结构变化．深入探讨了拉伸温度对聚乙烯在形变过程中微结构变化的影响．室温拉伸时，聚乙烯串晶结构主要发生了解结晶过程；高温（１１５℃）形变时，主要表现为折叠链片晶直接转变为伸展链纤维晶的应变诱导结晶过程．     

结晶及拉伸取向对聚对苯二甲酸乙二酯纤维分子运动的影响

用声频共振法在 100—430°K温度范围内研究了结晶及拉伸取向对 PET纤维分子运动的影响。在研究的温度范围内PET出现两个转变,243°K(β_c),354—383°K(α_a)。拉 伸使α_a转变显著移向高温,而β_c转变基本上不随拉伸比改变,这说明PET纤维的拉伸主要改变了非晶区分子链间的相互作用。 根据高柳的力学模型及建议的方法从α_a及β_c转变的损耗模量峯值计算了PET的“结晶度”,说明用密度法测得的结晶度反映了晶区与晶区缺陷部分的总和。     

尼龙1010的拉伸结晶行为及Brill转变

摘要 :本文通过示差扫描热分析,广角X射线衍射分析及二维广角X射线散射等手段研究和讨论了尼龙1010在不同的拉伸比率(λ)及拉伸温度（Td）下拉伸诱导的晶体转变及结晶取向行为。实验表明,在拉伸条件下,尼龙1010易于从α晶型向δˊ晶型转变,而拉伸比率的提高,有利于促进这种Brill转变。而在相同的拉伸比率下,随着拉伸温度的提高,发现了尼龙1010从δˊ晶型向α晶型的独特转变,而这种过程刚好与无拉伸状态下的尼龙1010晶型和温度的相互关系截然相反。二维广角X射线散射实验研究结果表明尼龙1010的晶体取向度主要和拉伸比有关,并且（002）的晶面间距随着拉伸比率的提高而增大,表明了长轴尺寸的增大对拉伸取向的依赖关系。     

振荡剪切对聚乳酸熔体分子链解缠结的研究

利用哈克旋转流变仪在一定的温度和压力条件下对聚乳酸(PLA)熔体施加应变为正弦变化的振荡剪切场,从而对PLA分子链进行高效的降黏解缠.结果表明,当温度为190°C、样品厚度为1.5 mm时,PLA熔体在振动频率和剪切应变分别为3.5 Hz和50%处呈现最佳的降黏效果,其黏度相比于未经处理的熔体黏度下降了3~4个数量级.同时,凝胶渗透色谱(GPC)测试结果表明经过振荡剪切处理的PLA其分子量基本不变,表明熔体黏度的大幅下降是由PLA分子链有效解缠结导致而非分子链降解.示差扫描量热仪(DSC)结果表明,解缠效果最佳的PLA样品相比于未经处理的样品呈现出更低的玻璃化转变温度和较高的结晶度,进一步验证了熔体解缠的效果.不仅如此,我们研究了不同退火时间(1~30 min)和温度(180~200°C)对PLA分子链重新恢复缠结的影响,发现随着退火温度和时间的增加,PLA在120°C下等温结晶的半结晶时间不断增加,并向未经解缠处理的PLA样品的半结晶时间不断靠近,表明振荡剪切导致的解缠能在低温度下保持较长时间,在高温下快速复缠.     

拉伸对β晶型聚丙烯结构的影响

用DSC法研究了不同拉伸条件对β晶型聚丙烯(β-PP)结构的影响,结合X-射线衍射法探讨了拉伸比,拉伸温度和拉伸速率等对β→α转变及其结晶结构的变化所起的作用。 结果表明提高拉伸温度和拉仲比有利于β→α转变及结晶度的提高。并讨论了拉伸过程中β→α转变机理及影响结晶结构的因素。     

硬弹性聚丙烯纤维分子链的取向特征

硬弹性聚丙烯是在应变结晶和热结晶两个复合过程中形成的。利用双折射并结合广角X射线衍射（WAXD）等方法，研究了硬弹性聚丙烯在制备过程中晶相及非晶相分子链取向的变化，讨论了分了链的取向与硬弹性的关系。结果发现：降低熔体温度或提高熔体拉伸比可以提高晶相及非晶相分子链的取向，热处理时，晶相分子链的取向程度有所提高，而非晶相分子链的取向程度有所下降。在所研究的热处理温度的范围内，硬弹性聚丙烯的弹性回复率越高，晶相分子链的取向程度越高。     

纳米晶钛酸钡的Sol-gel法制备及其尺寸效应

采用sol-gel法制备了不同粒径的钛酸钡（BT）纳米晶粉. XRD、Raman光谱和DSC测试结果显示,随着退火温度的升高，晶粒长大，晶胞的a轴逐渐减小， c轴逐渐增大.粒径在54 nm左右时，钛酸钡由顺电立方相向铁电四方相结构转变，在立方-四方相变过程中，晶胞略微膨胀.随着粒径的减小，正交-四方相变温度升高，四方-立方相变温度降低， Raman谱峰降低和宽化，粒径为38 nm左右时四方相的特征峰消失.     

含X-型二维液晶基元和反式-4,4'-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6冠醚环的液晶共聚酯的合成与表征

以4,4＇-（α,ω-己二酰氧）二苯甲酰氯（M1）、2,5-二（对辛氧基苯甲酰氧基）氢醌（M2）和反式-4,4＇-双（4-羟基苯基偶氮）二苯并-18-冠-6（M3）为单体,通过溶液共缩聚反应,合成了一系列含X-型二维液晶基元和反式-4,4＇-双（4-羟基苯基偶氮）二苯并-18-冠-6冠醚环的主链型液晶共聚酯.共聚酯的分子量不高,[η]在0.37～0.25 dL/g之间.单体的化学结构通过IR、UV、H-NMR、MS和元素分析等方法确证.共聚酯的外观为黄色粉状固体,除CP9外,室温下不溶于CHCl3和THF溶剂.共聚酯的性质采用GPC、[η]、DSC、TG、WAXD和POM等方法进行了研究.发现所有的共聚酯加热到各自的熔融温度以上都能形成液晶态,在液晶态可以观察到近晶相的镶嵌织构或焦锥织构或破扇型织构和向列相的球粒织构或丝状织构或纹影织构.共聚酯的熔融温度（Tm）和各向同性温度（Ti）随共聚酯分子中反式-4,4＇-双（4-羟基苯基偶氮）二苯并-18-冠-6用量的改变呈规律性变化.WAXD研究进一步证实了共聚酯的液晶性.     

牵伸作用对尼龙6纤维晶型结构及力学性能的影响

利用广角X射线衍射仪(WAXD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、声速取向测量仪、扫描电镜(SEM)以及纱线强伸度仪研究了不同牵伸倍数尼龙6复丝的晶型结构、熔融行为、取向度、表面形貌以及力学性能.结果表明,随着牵伸倍数的增加,伴随着γ晶型片晶的生长以及非晶区链段重排诱导α晶型的生成,尼龙6复丝的结晶度不断的提高,在牵伸倍数达到3倍时,样品中出现了α晶型的特征衍射峰,导致了其熔融温度的提高以及多重熔融峰的出现.同时,牵伸作用也增加了分子链沿纤维轴向的取向程度,消除了纤维表面的残余应力,改善了纤维的表面缺陷.在这些因素的共同作用下,尼龙6复丝的力学性能得到了一定程度的提高,当牵伸倍数为3倍时,拉伸强度与拉伸模量分别达到了5.0 c N/dtex和28.9 c N/dtex,与较低牵伸倍数相比较均有所提高.     

聚乳酸可降解材料结晶和熔融行为的研究

用DSC和XRD研究了聚乙二醇（PEG）用量、分子量和退火温度对PLA结晶和熔融行为的影响。结果表明PEG的加入有利提高PLA的结晶度和结晶温度;PLA／PEG样品在低于10022退火后均表现出双熔融峰特征,退火温度越高,样品的低熔融峰（Tm1）越高且熔融热焓也越高;PEG分子量越大,其低熔融峰的熔融热焓（△H1）越大...     

预热处理对超高分子量聚乙烯层积状片晶凝胶膜结构的影响

由准稀溶液速冷制备的超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）凝胶膜，具有片晶（Ｌａｍｅｌｌａ）取向平行于膜面的层积状结构，在１２９—１３４℃的温度范围内拉伸，可获得超高拉伸比（λ＞２００）．通过ＩＲ及Ｘ－ｒａｙ衍射等方法研究发现，拉伸前用不同温度退火处理后，凝胶膜的片晶微结构产生明显变化，在对应于超高拉伸温度范围内，其结晶度增加，微晶的ｃ和ｂ轴方向尺寸变大，而ａ轴方向的尺寸减小，从理论上对这一变化过程作了考察，并讨论了超高拉伸取向性与这些结构变化的关系以及可超拉伸取向性的最佳温度范围．     

偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物纤维结构与性能表征

采用熔融纺丝技术制备偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]初生纤维,在90°C下分别拉伸2、4、6倍,用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、示差扫描量热分析(DSC)、拉伸试验等研究了纤维结晶、热性能、力学性能、弹性回复性能等.结果表明:P(VDF-HFP)纤维晶区主要源于偏氟乙烯(VDF)链段,具有α和β2种晶型;随着拉伸倍数的增大,α晶型转变为β晶型并逐步增加,纤维结晶度提高;拉伸倍数为6倍时,P(VDF-HFP)纤维在氮气氛围下的热分解温度为452.3°C,熔融温度为126.9°C,断裂强度为502.6 MPa,定伸长为20%时,重复拉伸50次的弹性回复率为81%.     

水热处理对聚酰胺6纤维结构和性能的影响

在150℃下对聚酰胺6(PA6)纤维进行了水热处理,通过二维广角X射线衍射(2D-WAXD)、二维小角X射线散射(2D-SAXS)、示差扫描量热法(DSC)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和单丝强力测试等表征方法,研究了水热处理对纤维结构、热学和力学性能的影响.水热条件下,随温度的增加,水分子渗透作用增强,分子链的运动加剧,纤维的内部结构发生变化.纤维晶区结构由原来的γ晶型转变成为α晶型,结晶度和晶区完善程度提高,微晶尺寸增加,从而使纤维的热稳定性提高,熔融温度和熔融焓增加.水热处理使得纤维形成了折叠链片晶结构.在拉伸过程中,纤维的长周期不断增加,片晶有序性排列程度提高.水热处理后PA6纤维非晶区体积分数降低,并伴随有微孔和大的孔洞的形成,纤维的断裂强度和断裂伸长率都有所降低.     

硬弹性聚丙烯晶相和非晶相分子链取向的研究

本文用力学-振动光谱研究了硬弹性聚丙烯(HEPP)晶区和非晶区分子链在拉伸时取向的变化.我们发现在红外光谱中,1130—1190cm~(-1)波数范围内存在着三个峰,其中1167cm~(-1)处的峰是与结晶相长螺旋分子链相关的构象谱带,其谱带的强弱变化是与998cm~(-1)结晶谱带在拉伸时的变化趋势一致的.1159cm~(-1)谱带能够被归属于无定形谱带.而1152cm~(-1)处的峰也许是与短螺旋分子链构象谱带相关的.我们用计算机的二次微分、解卷积以及分峰程序测定了拉伸时HEPP晶区和非晶区分子链的取向函数,结果发现HEPP无定形分子链取向随拉伸比增加而增加,而晶区分子链的取向随拉伸比的增加先下降,直至拉伸比为1.5(第二次屈服点)后才逐渐增加.     

取向态聚对苯二甲酸乙二酯膜热弛豫过程的偏振红外光谱研究

用升温在位偏振红外光谱测量方法，研究了不同取向态的聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）膜在热弛豫过程中的尺寸变化以及分子链构象和取向的变化．结果说明，ＰＥＴ小尺度取向链段的热弛豫较大尺度取向分子链的热弛豫在较低的温度下发生，取向ＰＥＴ膜的热收缩主要与分子链大尺度取向的弛豫有关，而其后的自发伸长是结晶过程引起的，分子链的取向程度对结晶伸长的幅度有着重要影响．     

聚偏氟乙烯取向薄膜的结晶形态

本文用小角激光散射法研究了聚偏氟乙烯薄膜在拉伸取向过程中晶体形态及结构的变化。拉伸使球晶形变为椭球,同时伴随着局部熔融与重结晶过程,散射图案由原来的四叶瓣发展为八叶瓣。红外测量及X-射线衍射分析表明,拉伸引起分子链构象改变,使晶型发生了转变。     

聚酰胺-6纤维拉伸特性的温度-速度换算

本文研究了拉伸温度、速度、高聚物晶型、低聚体及水分等因素对聚酰胺-6纤维拉伸特性的影响。认为纤维冷拉伸过程是结晶不完善部分——非晶区分子链段的运动;稍高于T_g温度拉伸,非晶区和晶区内不规整部分可能结晶;在更高温度拉伸明显地产生再结晶,其时主要是晶区的链段运动。低聚体的存在增加纤维的吸水量,这种增塑作用使聚酰胺-6纤维的T_g和再结晶温度大大下降。不同晶型对非晶区的制约作用不同因此有不同的拉伸特性。α晶型位能最低,结构稳定制约作用最强,较难拉伸;γ晶型位能较高,结构不稳定,较易拉伸且不易再结晶,生产纤维应当控制这种晶型以利于拉伸。应用时-温换算原理处理拉伸等温线与等速线结果得到总曲线;以T_g为参考温度并选择合理的常数得到W.L.F.方程如下: logα_T=-43.3(T_-T_g)/(374.8+T-T_g)利用总曲线可以很方便地力生产选择合理的拉伸工艺条件。     

低密度聚乙烯的升温淋洗分级及链结构研究

采用升温淋洗分级方法对密度相同、熔融指数不同、拉伸强度和断裂伸长率不同、膜的抗冲击强度和抗撕强度有明显差异的2种低密度聚乙烯样品进行了分级,并利用GPC、DSC、SSA、13C-NMR等多种手段对原样和级份进行了链结构表征.由13C-NMR得到样品A和B总的支化含量分别为3.93 mol%,4.82 mol%,都既含有短链支化又含有长链支化;TREF-GPC交叉分级结果可以看出,2个样品的主要分级级份集中在较高温度区域,A样品主要集中于80℃的淋洗温度,分子量集中于3.2×105区域,而B样品主要集中于75℃的淋洗温度,分子量集中于1.8×105区域,样品A具有稍高的分子量且高分子量部分含量较多.由DSC结果得知,样品A的结晶度为34.7%,级份A1~A9的结晶度在26.0%~37.4%;样品B结晶度为34.4%,其级份B1~B9的结晶度在26.2%~34.8%.另外通过热分级结果得出,不管是原样还是各个级份,都具有约10个左右的多重熔融峰,显示出分子链内具有非均匀性,2个样品级份的数均亚甲基序列长度均随着淋洗温度升高而增加,分别为34~86和32~84.此外,讨论了它们的链结构特点以及与性能之间的关系.