本課題用光學(xué)顯微鏡（OM）、原子力顯微鏡（AFM）和透射電子顯微鏡（TEM）等方法研究了聚乙烯超薄膜在退火過程中形態(tài)結(jié)構(gòu)的演變。研究表明將取向的聚乙烯超薄膜在熔點(diǎn)附近退火處理時(shí),由于不能生成各向同性的熔體,形成大量具有局部取向的區(qū)域,使得薄膜結(jié)晶形貌完全不同于從各向同性熔體中形成的微觀形貌。在冷卻過程中這些局部有序區(qū)域迅速結(jié)晶形成樹枝狀晶體。樹枝狀晶體是由兩個(gè)不對(duì)稱生長(zhǎng)的部分組成,即一邊呈現(xiàn)有序排列的片晶組,顯示較高的結(jié)晶度;而另一邊呈現(xiàn)相互交織的繩索狀的形貌,結(jié)晶度較低。此外,在有序排列的片晶組中可以看到不同的結(jié)晶形態(tài),例如在一些有序排列的片晶組中出現(xiàn)片晶扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,即和基面法線有一定傾斜角度的晶體與edge-on片晶交替排布,扭轉(zhuǎn)周期不恒定。另外,當(dāng)兩組片晶從相反的方向互相靠近時(shí),在晶體發(fā)展的末端也會(huì)出現(xiàn)局部的片晶扭轉(zhuǎn)。推測(cè)可能的原因是,片晶從edge-on取向轉(zhuǎn)變?yōu)閒lat-on取向,以便吸收更多的熔體來(lái)保持晶體生長(zhǎng)。通過TEM的結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),樹枝狀內(nèi)部晶體的生長(zhǎng)方向沿著b軸。同樣的熱處理?xiàng)l件下,PE超薄膜在疏水硅基底上發(fā)生了片晶增厚現(xiàn)象,而沒有鏈段的重排再結(jié)晶過程,我們推測(cè)PE... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１沿ｅｄｇｅ－ｏｎ片晶（左圖）和ｆｌａｔ－ｏｎ片晶（右圖）示意圖，注意晶體基面的法線平行于（ｅｄｇｅ－ｏｎ）??或垂直于（ｆｌａｔ－ｏｎ）基底表面

??圖１－２通過形貌圖和電子衍射圖確定片晶取向，（ａ）球晶中可以觀察到ｅｄｇｅ－ｏｎ的片晶（只顯示??了球晶的邊界），（ｂ）?ｅｄｇｅ－ｏｎ片晶組成的軸晶，（ｃ）?ｆｌａｔ－ｏｎ片晶形成海藻狀形貌，（ｄ）樹枝狀晶??體［３－５］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ?ｔｈｅ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｍｅｌｌａｅ?ｂｙ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ??Ｅｄｇｅ－ｏｎ?ｌａｍｅｌｌａｅ?ａｒｅ?ｕｓｕａｌｌｙ?ｏｂｓｅｒｖｅｄ?ｉｎ?（ａ）?ｓｐｈｅｒｕｌｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｃｌｅａｒ?ｌａｍｅｌｌａｒ?ｐａｃｋｉｎｇ?（ｏｎｌｙ?ｔｈｅ?ｂｏｒｄｅｒ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｓｐｈｅｒｕｌｉｔｅ?ｉｓ?ｓｈｏｗｎ），?（ｂ）?ａｘｉａｌｉｔｅｓ?ｃｏｍｐｏｓｅｄ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ?ｅｄｇｅ－ｏｎ?ｓｔｒａｎｄｓ．?Ｆｌａｔ－ｏｎ?ｌａｍｅｌｌａｅ?ｕｓｕａｌｌｙ?ｅｘｉｓｔ??ｉｎ?（ｃ）?ｓｅａｗｅｅｄｓ，?（ｄ）?ｄｅｎｄｒｉｔｅｓ，?（ｃ）?ｉｎｄｉｃａｔｅｓ?ｆｌａｔ－ｏｎ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｅａｗｅｅｄｓ．?［３＇５］??１．１．２聚合物薄膜片晶取向彩響因素??影響片晶取向的一個(gè)主要的因素是薄膜厚度，通常情況下，隨著薄膜厚度逐漸減??小，片晶更傾向于形成ｆｌａｔ－ｏｎ取向。Ｊｅｏｎ和Ｋｒｉｓｈｎａｍｏｏｒｔｉ［６］對(duì)片層取向?qū)Ρ∧ず穸纫??賴性進(jìn)行了系統(tǒng)研宄。為了研究薄膜厚度的影響，他們將線性低密度聚乙烯（ＬＬＤＰＥ）??通過旋涂的方法在刻蝕硅片上制成一系列厚度的薄膜（從２０到８００?ｎｍ），在熱臺(tái)上去??除熱歷史后

?國(guó)圓??Ｂｍ??圖１－３薄膜厚度和片晶取向線性低密度聚乙烯在１１５?°Ｃ下完全結(jié)晶的原子力圖像，薄膜厚度為（ａ）??３７０，?（ｂ）】９４，?（ｃ）丨２６，?（ｄ）?２丨ｎｍ。從ａ到ｄ圖ｅｄｇｅ－ｏｎ取向的片晶越來(lái)越少［６］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｆｉｌｍ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ｌａｍｅｌｌａｒ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?ｂｙ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＬＬＤＰＥ??ｆｉｌｍｓ?ｗｉｔｈ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ?ｏｆ?（ａ）?３７０，?（ｂ）?１９４，?（ｃ）?１２６，?（ｄ）?２１?ｎｍ?ｆｕｌｌｙ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ??ａｔ?１１５°Ｃ．［６］??Ｗａｎｇ等人［７］提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的熱力學(xué)模型，以解釋聚合物薄膜中片晶取向行為的??優(yōu)先性，首先假定一個(gè)特定的形狀和與基底的接觸情況，從而計(jì)算出ｅｄｇｅ－ｏｎ和ｆｌａｔ－ｏｎ??片晶的成核自由能，然后通過最小化兩個(gè)自由能，分別獲得了?ｅｄｇｅ－ｏｎ和ｆｌａｔ－ｏｎ晶核??的臨界尺寸，最后用臨界尺寸來(lái)計(jì)算出形成這兩種晶核的臨界能量。結(jié)果表明，只要??晶體／基底界面的自由能小于熔體／基底界面的自由能，ｅｄｇｅ－ｏｎ晶核成核的臨界能就遠(yuǎn)??遠(yuǎn)低于ｆｌａｔ－ｏｎ晶核成核的臨界能。此時(shí)有利于形成ｅｄｇｅ－ｏｎ取向的晶核。當(dāng)薄膜足夠??厚時(shí)


本文編號(hào)：2958042