發(fā)布時(shí)間：2018-05-24 22:22

  本文選題：聚乳酸 + 熔體狀態(tài)��； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：結(jié)晶性聚合物制品的性能與加工過(guò)程中所形成晶體的結(jié)構(gòu)與形態(tài)密切相關(guān)。研究加工過(guò)程中外場(chǎng)作用下熔體狀態(tài)的演變及結(jié)晶行為對(duì)于調(diào)控聚合物制品的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、改善制品性能具有重要意義。與穩(wěn)態(tài)剪切相比,大幅度振蕩剪切能夠誘導(dǎo)聚合物熔體形成更為豐富的結(jié)構(gòu),并且可以利用小幅度振蕩剪切表征聚合物后續(xù)的整個(gè)結(jié)晶過(guò)程,有助于研究流動(dòng)對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響機(jī)制,一直是聚合物加工中的研究熱點(diǎn)。本文主要研究振蕩剪切條件對(duì)聚乳酸(PLA)熔體狀態(tài)的改變以及具有不同熔體結(jié)構(gòu)的PLA的結(jié)晶行為,主要工作如下:1.首先研究了實(shí)驗(yàn)用原料PLA(4032D,Nature Works)的基本流變性質(zhì),計(jì)算了不同溫度下的零剪切粘度及松弛時(shí)間,擬合出了PLA的非牛頓指數(shù)n和黏流活化能Ea,計(jì)算了PLA的纏結(jié)分子量Me。2.通過(guò)研究不同大幅度振蕩剪切過(guò)程中及剪切后熔體模量隨時(shí)間的變化,分析了振蕩剪切條件(溫度、應(yīng)變、周期、頻率)對(duì)PLA熔體狀態(tài)的影響,主要結(jié)論如下:(1)PLA熔體的線性粘彈區(qū)間隨溫度的升高而增大;(2)剪切過(guò)程中儲(chǔ)能模量下降先快后慢最后趨于穩(wěn)定;(3)儲(chǔ)能模量的相對(duì)變化隨剪切溫度的升高而減小,且高溫下恢復(fù)較快;(4)儲(chǔ)能模量的相對(duì)變化隨剪切應(yīng)變的增加而增大,高應(yīng)變下熔體在更低的水平下達(dá)到平衡狀態(tài);(5)剪切前期,儲(chǔ)能模量的相對(duì)變化隨頻率的增大而增加,但最終的儲(chǔ)能模量水平差別不是很大。3.通過(guò)將不同大幅度振蕩剪切后的PLA熔體降到結(jié)晶溫度,表征相對(duì)儲(chǔ)能模量隨時(shí)間的變化,研究了不同狀態(tài)PLA熔體的結(jié)晶行為,主要結(jié)論如下:(1)振蕩剪切對(duì)PLA結(jié)晶的促進(jìn)作用隨剪切溫度的升高而減小;(2)當(dāng)剪切應(yīng)變大于臨界剪切應(yīng)變時(shí),振蕩剪切才能夠?qū)LA的結(jié)晶行為起到明顯的促進(jìn)作用;(3)振蕩剪切對(duì)PLA結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的促進(jìn)作用隨剪切周期的增加而增強(qiáng);(4)在一定剪切周期范圍內(nèi),頻率能夠?qū)LA的結(jié)晶行為造成差異;(5)振蕩剪切對(duì)PLA結(jié)晶的促進(jìn)作用隨松弛時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱。
[Abstract]:The properties of crystalline polymer products are closely related to the structure and morphology of crystals formed during processing. It is important to study the evolution of melt state and crystallization behavior in the process of processing in order to regulate the aggregate structure of polymer products and improve the properties of polymer products. Compared with steady state shear, large amplitude oscillating shear can induce polymer melt to form richer structure, and can be used to characterize the whole subsequent crystallization process of polymer by using small amplitude oscillating shear. It is helpful to study the influence mechanism of flow on crystal growth and has been a hot topic in polymer processing. In this paper, the effects of oscillatory shear conditions on the melt state of polylactic acid (PLA) and the crystallization behavior of PLA with different melt structures are studied. The main work is as follows: 1. The basic rheological properties of the experimental raw material PLA 4032D PLA were studied. The zero shear viscosity and relaxation time at different temperatures were calculated. The non-Newtonian exponent n and viscous flow activation energy EA of PLA were fitted, and the entangled molecular weight of PLA was calculated. The effects of oscillatory shear conditions (temperature, strain, period, frequency) on the melt state of PLA were analyzed by studying the variation of melt modulus with time during and after shearing. The main conclusions are as follows: the linear viscoelastic region of the PLA melt increases with the increase of temperature. During the shear process, the energy storage modulus decreases first, then slowly, and then tends to stabilize. The relative variation of the storage modulus decreases with the increase of shear temperature. And the relative variation of storage modulus increases with the increase of shear strain at high temperature, and the relative change of storage modulus increases with the increase of frequency when the melt reaches the equilibrium state at a lower level under high strain. But the difference of storage modulus level is not very big. The crystallization behavior of PLA melts in different states was studied by lowering the crystallization temperature of PLA melts to the crystallization temperature after different amplitude oscillation shear to characterize the change of relative storage modulus with time. The main conclusions are as follows: (1) the effect of oscillatory shear on the crystallization of PLA decreases with the increase of shear temperature) when the shear strain is larger than the critical shear strain, The effect of oscillating shear on the crystallization behavior of PLA is obvious. The effect of oscillating shear on the crystallization kinetics of PLA increases with the increase of shear cycle. The effect of frequency on the crystallization behavior of PLA is different. The effect of oscillatory shear on the crystallization of PLA weakens with the prolongation of relaxation time.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O633.14

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本文編號(hào)：1930834