聚己內(nèi)酯/納米二氧化硅復(fù)合體系環(huán)帶球晶形貌及結(jié)晶行為研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 13:33
采用溶液澆鑄的方法制備了聚己內(nèi)酯(PCL)/疏水性納米二氧化硅(R974)復(fù)合體系薄膜,利用偏光顯微鏡、差示掃描量熱儀、掃描電鏡等研究了R974對(duì)PCL環(huán)帶球晶形貌及結(jié)晶行為的影響,并從微觀層次探討了PCL/R974環(huán)帶球晶可能的形成機(jī)理。結(jié)果表明,PCL/R974環(huán)帶球晶是由扭轉(zhuǎn)生長(zhǎng)的片晶構(gòu)成。R974的加入可誘導(dǎo)PCL環(huán)帶球晶的形成,拓寬環(huán)帶球晶形成溫度。R974含量越高,PCL形成環(huán)帶溫度越低,環(huán)帶周期越小,環(huán)帶結(jié)構(gòu)越規(guī)整。等溫結(jié)晶時(shí),R974加入并未改變PCL異相成核機(jī)理,但會(huì)影響其結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。當(dāng)R974含量≤4%(wt)時(shí),其異相成核作用占主導(dǎo),促進(jìn)了PCL結(jié)晶過(guò)程;當(dāng)R974含量>4%(wt)時(shí),其對(duì)于球晶生長(zhǎng)的阻礙大于異相成核作用,最終抑制了PCL的結(jié)晶。
【文章來(lái)源】:高分子通報(bào). 2016年10期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
含量:(a)0%(wt);(b)2%(wt);(c)4%(wt);(d)6%(wt);(e)8%(wt)圖1不同納米粒子含量的PCL/R97444℃等溫結(jié)晶過(guò)程Figure1MorphologicalevolutionofPCL/R974compositecrystallizedat44℃R974
.006R974含量:(a)0%(wt);(b)2%(wt);(c)4%(wt);(d)6%(wt);(e)8%(wt)圖1不同納米粒子含量的PCL/R97444℃等溫結(jié)晶過(guò)程Figure1MorphologicalevolutionofPCL/R974compositecrystallizedat44℃等溫結(jié)晶溫度:(a)28℃;(b)32℃;(c)36℃;(d)40℃;(e)44℃;(f)48℃圖2不同溫度下PCL/R974-8%(wt)等溫結(jié)晶的POM照片Figure2POMimagesforPCL/R974-8%(wt)compositecrystallizedatdifferenttemperature式中θ為單位距離內(nèi)片晶的扭轉(zhuǎn)角度;T為作用于片晶表面的不對(duì)稱應(yīng)力所產(chǎn)生的扭矩;C1為與片晶的厚度和寬度有關(guān)的常數(shù);G為片晶模量;h和b對(duì)應(yīng)于片晶的厚度和寬度。當(dāng)納米粒子的含量較高時(shí),R974對(duì)PCL片晶折疊表面的不對(duì)稱應(yīng)力較強(qiáng),由此產(chǎn)生的扭矩也較大,根據(jù)公式(1)可知,扭矩T越大,則單位距離內(nèi)的扭轉(zhuǎn)角度θ也越大,扭曲周期越小,環(huán)帶間距越校而對(duì)于同一粒子含量的PCL/R974體系,隨著溫度的上升,PCL分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力提高,球晶生長(zhǎng)速度增加,遠(yuǎn)大于納米粒子的擴(kuò)散速度,留在片晶之間的R974含量增加,對(duì)片晶表面的不對(duì)稱應(yīng)力增強(qiáng),扭矩增大,扭轉(zhuǎn)周期增大,環(huán)帶間距則隨之變校·56·高分子通報(bào)2016年10月
10.14028/j.cnki.1003-3726.2016.010.006圖3PCL/R974-8%(wt)環(huán)帶球晶的掃描電鏡圖片,(b)是(a)的結(jié)構(gòu)放大圖Figure3SEMimageofring-bandedsphelitesinPCL/R974-8%(wt)composite,(b)isthemagnifiedimageof(a)圖4不同溫度下PCL/R974等溫結(jié)晶的環(huán)帶間距Figure4BandperiodicityofPCL/R974compositecrystallizedatdifferenttemperature2.2R974對(duì)PCL結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響2.2.1PCL/R974的成核過(guò)程圖5為PCL/R974的DSC冷卻曲線。為了避免實(shí)驗(yàn)熱導(dǎo)率等效應(yīng)的影響,我們利用結(jié)晶起始溫度(Tco)來(lái)表示PCL/R974的結(jié)晶能力。當(dāng)R974含量≤4%(wt)時(shí),PCL的Tco明顯上升。這表明R974對(duì)PCL具有異相成核作用。但隨著R974含量進(jìn)一步增加,PCL的Tco略下降,僅比純PCL的Tco高0.7℃左右。這可能是由于較高含量的R974形成的團(tuán)聚體削弱了其異相成核能力,減少了其異相成核點(diǎn)數(shù)目,使得納米粒子僅有較弱的異相成核作用[16]。這些現(xiàn)象表明R974對(duì)PCL具有一定的異相成核作用,但是其成核能力僅略強(qiáng)于PCL本身包含的活躍異相成核物質(zhì)的成核能力。2.2.2PCL/R974的球晶生長(zhǎng)過(guò)程將偏光顯微鏡在線觀察結(jié)果進(jìn)行量化處理,即可得到
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚合物環(huán)帶球晶的結(jié)晶機(jī)理[J]. 徐軍,葉海木,劉津,郭寶華. 高分子通報(bào). 2011(04)
[2]高聚物環(huán)帶球晶的研究進(jìn)展[J]. 張雪勤,楊琥,王治流,程镕時(shí). 高分子通報(bào). 2006(02)
[3]納米粒子材料的表面改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張心亞,沈慧芳,黃洪,藍(lán)仁華,陳煥欽. 材料工程. 2005(10)
[4]無(wú)機(jī)粒子/聚合物復(fù)合材料的結(jié)晶行為[J]. 楊華明,曹建紅,敖偉琴,邱冠周. 高分子材料科學(xué)與工程. 2003(03)
本文編號(hào):2947730
【文章來(lái)源】:高分子通報(bào). 2016年10期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:7 頁(yè)
【部分圖文】:
含量:(a)0%(wt);(b)2%(wt);(c)4%(wt);(d)6%(wt);(e)8%(wt)圖1不同納米粒子含量的PCL/R97444℃等溫結(jié)晶過(guò)程Figure1MorphologicalevolutionofPCL/R974compositecrystallizedat44℃R974
.006R974含量:(a)0%(wt);(b)2%(wt);(c)4%(wt);(d)6%(wt);(e)8%(wt)圖1不同納米粒子含量的PCL/R97444℃等溫結(jié)晶過(guò)程Figure1MorphologicalevolutionofPCL/R974compositecrystallizedat44℃等溫結(jié)晶溫度:(a)28℃;(b)32℃;(c)36℃;(d)40℃;(e)44℃;(f)48℃圖2不同溫度下PCL/R974-8%(wt)等溫結(jié)晶的POM照片Figure2POMimagesforPCL/R974-8%(wt)compositecrystallizedatdifferenttemperature式中θ為單位距離內(nèi)片晶的扭轉(zhuǎn)角度;T為作用于片晶表面的不對(duì)稱應(yīng)力所產(chǎn)生的扭矩;C1為與片晶的厚度和寬度有關(guān)的常數(shù);G為片晶模量;h和b對(duì)應(yīng)于片晶的厚度和寬度。當(dāng)納米粒子的含量較高時(shí),R974對(duì)PCL片晶折疊表面的不對(duì)稱應(yīng)力較強(qiáng),由此產(chǎn)生的扭矩也較大,根據(jù)公式(1)可知,扭矩T越大,則單位距離內(nèi)的扭轉(zhuǎn)角度θ也越大,扭曲周期越小,環(huán)帶間距越校而對(duì)于同一粒子含量的PCL/R974體系,隨著溫度的上升,PCL分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力提高,球晶生長(zhǎng)速度增加,遠(yuǎn)大于納米粒子的擴(kuò)散速度,留在片晶之間的R974含量增加,對(duì)片晶表面的不對(duì)稱應(yīng)力增強(qiáng),扭矩增大,扭轉(zhuǎn)周期增大,環(huán)帶間距則隨之變校·56·高分子通報(bào)2016年10月
10.14028/j.cnki.1003-3726.2016.010.006圖3PCL/R974-8%(wt)環(huán)帶球晶的掃描電鏡圖片,(b)是(a)的結(jié)構(gòu)放大圖Figure3SEMimageofring-bandedsphelitesinPCL/R974-8%(wt)composite,(b)isthemagnifiedimageof(a)圖4不同溫度下PCL/R974等溫結(jié)晶的環(huán)帶間距Figure4BandperiodicityofPCL/R974compositecrystallizedatdifferenttemperature2.2R974對(duì)PCL結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響2.2.1PCL/R974的成核過(guò)程圖5為PCL/R974的DSC冷卻曲線。為了避免實(shí)驗(yàn)熱導(dǎo)率等效應(yīng)的影響,我們利用結(jié)晶起始溫度(Tco)來(lái)表示PCL/R974的結(jié)晶能力。當(dāng)R974含量≤4%(wt)時(shí),PCL的Tco明顯上升。這表明R974對(duì)PCL具有異相成核作用。但隨著R974含量進(jìn)一步增加,PCL的Tco略下降,僅比純PCL的Tco高0.7℃左右。這可能是由于較高含量的R974形成的團(tuán)聚體削弱了其異相成核能力,減少了其異相成核點(diǎn)數(shù)目,使得納米粒子僅有較弱的異相成核作用[16]。這些現(xiàn)象表明R974對(duì)PCL具有一定的異相成核作用,但是其成核能力僅略強(qiáng)于PCL本身包含的活躍異相成核物質(zhì)的成核能力。2.2.2PCL/R974的球晶生長(zhǎng)過(guò)程將偏光顯微鏡在線觀察結(jié)果進(jìn)行量化處理,即可得到
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚合物環(huán)帶球晶的結(jié)晶機(jī)理[J]. 徐軍,葉海木,劉津,郭寶華. 高分子通報(bào). 2011(04)
[2]高聚物環(huán)帶球晶的研究進(jìn)展[J]. 張雪勤,楊琥,王治流,程镕時(shí). 高分子通報(bào). 2006(02)
[3]納米粒子材料的表面改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張心亞,沈慧芳,黃洪,藍(lán)仁華,陳煥欽. 材料工程. 2005(10)
[4]無(wú)機(jī)粒子/聚合物復(fù)合材料的結(jié)晶行為[J]. 楊華明,曹建紅,敖偉琴,邱冠周. 高分子材料科學(xué)與工程. 2003(03)
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