含氫鍵半結(jié)晶高分子由于氫鍵的存在,具有優(yōu)異的耐熱性能和力學(xué)性能等,被廣泛應(yīng)用于高科技領(lǐng)域。但是,氫鍵的存在也阻礙了高分子鏈的排列、取向,給這類高分子材料的加工帶來了巨大的困難。含氫鍵半結(jié)晶高分子材料的加工方式都涉及復(fù)雜條件下的拉伸形變過程。拉伸形變過程是高分子材料獲得高取向、高性能的重要過程。因此,研究含氫鍵半結(jié)晶高分子在不同外場(chǎng)條件下拉伸形變過程中的結(jié)構(gòu)演變,可以幫助我們掌握拉伸形變過程中氫鍵對(duì)半結(jié)晶高分子結(jié)構(gòu)演變的影響規(guī)律,了解拉伸對(duì)氫鍵網(wǎng)絡(luò)的影響,從而為含氫鍵半結(jié)晶高分子材料加工過程的改善、性能的提高提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。但是,目前缺少關(guān)于含氫鍵半結(jié)晶高分子材料在拉伸加工過程中結(jié)構(gòu)演變這方面的系統(tǒng)研究,氫鍵對(duì)這類高分子材料在加工過程中結(jié)構(gòu)演變的影響仍然不清楚。本文以聚酰胺46（PA46）和聚酰胺66（PA66）為柔性鏈含氫鍵半結(jié)晶高分子材料的代表,以三醋酸纖維素（TAC）為剛性鏈含氫鍵半結(jié)晶高分子材料的代表,利用同步輻射廣角X射線散射（WAXS）,結(jié)合傅里葉紅外光譜（FTIR）等技術(shù),原位研究了以上含氫鍵半結(jié)晶高分子在拉伸形變過程中的結(jié)構(gòu)演變,并探索了不同條件水蒸汽對(duì)TAC膜在... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

（a）強(qiáng)烈攪拌作用下聚乙烯稀溶液中形成的shish-kebab晶體的形貌圖[39]

成。然而，由完全伸直的高分子鏈平行規(guī)則地排列形成的晶體是伸直鏈晶體，通常要在非常高的壓力下才能形成，其熔點(diǎn)是各晶體形態(tài)中最高的，它也是使超高分子量聚乙烯能夠用于制作防彈衣的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。在高分子材料中最容易形成的、最常見的晶體就是球晶。在沒有應(yīng)力或流動(dòng)的環(huán)境下，高分子熔體冷卻結(jié)晶或濃度大于1%的濃溶液結(jié)晶，非常容易形成球晶。球晶是大量沿球心徑向生長(zhǎng)的片晶形成的多晶聚集體，其直徑小至幾納米，大至幾毫米，甚至可以到厘米級(jí)，通常在偏光顯微鏡下可以觀察到黑十字消光圖案，如圖1-1（b）所示[40]。圖1-2片晶鏈結(jié)構(gòu)模型：（a）纓狀微束模型、（b）規(guī)則近鄰折疊鏈模型、（c）松散近鄰折疊鏈模型、（d）多層片晶的折疊鏈模型和（e）插線板模型[41]Figure1-2Crystalstructuremodels:(a)fringed-micellemodel,(b)regularneighborfoldedchainmodel,(c)looseneighborfoldedchainmodel,(d)multilayerlamellarcrystalfoldedchainmodeland(e)patchpanelmodel[41]不同高分子在鏈結(jié)構(gòu)上存在很大的差異，但是它們?cè)诩{米尺度的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)具有相似性，即主要由晶態(tài)和非晶態(tài)兩部分組成。對(duì)于片晶的鏈結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了很多模型[38,41]，主要有：（1）Bryant的纓狀微束模型，認(rèn)為結(jié)晶高分子中的晶區(qū)和非晶區(qū)是相互連接的、共存的，如圖1-2（a）所示。該模型可以很好地解釋低結(jié)晶度高分子的晶體結(jié)構(gòu)，但是不適用于單晶和球晶的晶體結(jié)構(gòu)。（2）Keller提出的規(guī)則近鄰折疊鏈模型，認(rèn)為高分子鏈在晶體中是近鄰規(guī)則折疊的[38]，如圖1-2（b）所示。（3）在Keller的模型基礎(chǔ)上，F(xiàn)ischer提出了松散近鄰折疊鏈模型，指出片晶中一條高分子鏈

第一章緒論5晶格細(xì)滑移，最初是由Point等[66]利用WAXS在聚酰胺11和聚酰胺6的取向和形變后的樣品上觀察到的。橫向滑移是由垂直于鏈方向上的剪切應(yīng)力引起的晶體內(nèi)滑移，滑移方向垂直于鏈軸方向，如圖1-4（d）所示[67]。圖1-3剪切應(yīng)力下鑲嵌塊晶體內(nèi)部塑性形變過程的示意圖：（a）小晶塊間的滑移和（b）片晶的均勻剪切[63]。Figure1-3Schematicdiagramoftheplasticdeformationprocessesinamosaicblockcrystalunderashearstress:(a)slipbetweensmallcrystalblocksand(b)uniformshearingofplatelets[63].圖1-4晶體內(nèi)部發(fā)生不同程度滑移的示意圖：（a）細(xì)滑移、（b）粗滑移、（c）局部晶格的細(xì)滑移和（d）聚乙烯的橫向滑移[50]。Figure1-4Schematicdiagramoftheslipinsidethecrystalwithdifferentdegrees:(a)fineslip,(b)coarseslip,(c)fineslipwithpartialdislocationand(d)transverseslipinpolyethylene[50].1.3.2孿晶和馬氏體轉(zhuǎn)變高分子晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性足夠低的時(shí)候，容易出現(xiàn)孿晶。Bevis和Crellin[68]指出聚乙烯晶體中孿晶的兩種可能孿生模式是（310）和（110）孿生，如圖1-5（a）所示。早期研究發(fā)現(xiàn)[67,69]，聚乙烯在形變初期會(huì)出現(xiàn)孿晶現(xiàn)象。Allan等[70,71]發(fā)現(xiàn)孿晶廣泛分布于發(fā)生形變的聚乙烯單晶中，而且屬于（110）孿生。在聚乙烯晶體中，馬氏體轉(zhuǎn)變是指正交晶在應(yīng)力作用下發(fā)生相轉(zhuǎn)變形成單斜晶。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]In Situ Synchrotron Radiation Techniques: Watching Deformation-induced Structural Evolutions of Polymers[J]. Liang-Bin Li.  Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[2]Structure and Properties of Gel-spun Ultra-high Molecular Weight Polyethylene Fibers with High Gel Solution Concentration[J]. Min-fang An,You Lv,Hao-jun Xu,Qun-Gu,王宗寶.  Chinese Journal of Polymer Science. 2017(04)



本文編號(hào)：3458892