聚丁烯-1的結(jié)晶及晶型Ⅱ到Ⅰ轉(zhuǎn)變的機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2022-08-10 12:13
聚丁烯-1是屬于α-聚烯烴的高分子材料,它現(xiàn)在已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)存在四種晶型。聚丁烯-1制品的力學(xué)性能優(yōu)良且使用壽命長(zhǎng),尤其是在高溫下耐蠕變性能明顯優(yōu)于其他α-烯烴高分子材料制品。但是它同時(shí)存在一個(gè)特點(diǎn),即固-固晶型轉(zhuǎn)化特性。在一般情況下,聚丁烯均聚物制品從熔體成型時(shí),往往只能結(jié)晶得到動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)明顯的晶型Ⅱ。晶型Ⅱ由于在熱力學(xué)上是亞穩(wěn)態(tài),會(huì)發(fā)生自發(fā)且不可逆的固-固晶型轉(zhuǎn)化,在常溫常壓下退火可以在幾周內(nèi)基本轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)上更加穩(wěn)定的晶型Ⅰ。由于這一特性,其均聚物制品的生產(chǎn)周期被拉長(zhǎng),同時(shí)也增加了生產(chǎn)成本,再加上聚丁烯原料價(jià)格較高,故在商業(yè)化發(fā)展上完全無(wú)法與其他的常見(jiàn)的α-烯烴,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及其各種改性材料的應(yīng)用廣泛性相比。但是聚丁烯制品特別是管材在晶型Ⅱ到Ⅰ的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,沿著擠出的方向有伸長(zhǎng)而其垂直的方向有收縮,可以長(zhǎng)期有效地承載管道內(nèi)的壓力,再加上晶型Ⅰ優(yōu)異的耐蠕變性,聚丁烯-1有著“塑料黃金”的稱號(hào),說(shuō)明其應(yīng)用價(jià)值得到了普遍的認(rèn)可。本論文主要對(duì)三種等規(guī)聚丁烯均聚物樣品進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究,使用了差示掃描量熱儀(DSC),閃速差示掃描量熱儀(閃速DSC),偏光顯微鏡(POM...
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
第1章 緒論
1.1 半晶聚合物結(jié)晶的成核和生長(zhǎng)
1.1.1 半晶聚合物的成核
1.1.2 半晶聚合物的生長(zhǎng)
1.2 熔體記憶效應(yīng)
1.2.1 鏈纏結(jié)的影響
1.2.2 有序片段的影響
1.2.3 自成核的影響
1.3 聚丁烯-1的結(jié)晶形態(tài)和結(jié)構(gòu)以及晶型轉(zhuǎn)變
1.3.1 聚丁烯-1的晶體結(jié)構(gòu)
1.3.2 聚丁烯-1晶型Ⅱ到Ⅰ轉(zhuǎn)變速率的影響因素
1.4 論文的研究目的和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)樣品信息和制備方法
2.2 實(shí)驗(yàn)表征測(cè)試手段
2.2.1 差示掃描量熱儀
2.2.2 閃速掃描量熱儀
2.2.3 偏光顯微鏡
2.2.4 廣角X射線衍射
2.2.5 紅外光譜儀
第3章 聚丁烯-1的熔體結(jié)晶
3.1 引言
3.2 商業(yè)樣品遠(yuǎn)超平衡熔點(diǎn)的記憶效應(yīng)
3.2.1 一定初始條件下的記憶效應(yīng)
3.2.2 成核密度的變化
3.2.3 提純樣品的熔體記憶效應(yīng)
3.2.4 添加劑的影響
3.3 低分子量聚丁烯-1的自成核效應(yīng)
3.3.1 低分子量聚丁烯-1的結(jié)晶性能和晶型轉(zhuǎn)化速率
3.3.2 低分子量聚丁烯-1自成核作用下的非等溫結(jié)晶
3.3.3 低分子量聚丁烯-1自成核作用下的等溫結(jié)晶
3.4 小結(jié)
第4章 聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.1 引言
4.2 等規(guī)聚丁烯-1的熔融結(jié)晶
4.3 等規(guī)聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.3.1 焓松弛
4.3.2 松弛時(shí)間對(duì)冷結(jié)晶的影響
4.4 冷結(jié)晶的成核優(yōu)勢(shì)
4.4.1 升溫過(guò)程中的成核
4.4.2 在低于T_g的溫度松弛過(guò)程中的成核
4.4.3 活化能Arrhenius分析
4.5 核的穩(wěn)定性
4.6 低分子量聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.7 小結(jié)
第5章 低分子量聚丁烯-1的晶型轉(zhuǎn)化
5.1 引言
5.2 單一溫度退火下PB-L的最佳轉(zhuǎn)化溫度
5.3 分步退火法下PB-L的轉(zhuǎn)化
5.4 分步退火法轉(zhuǎn)化得到的晶型的特點(diǎn)
5.6 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
本文編號(hào):3673618
【文章頁(yè)數(shù)】:116 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
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Abstract
引言
第1章 緒論
1.1 半晶聚合物結(jié)晶的成核和生長(zhǎng)
1.1.1 半晶聚合物的成核
1.1.2 半晶聚合物的生長(zhǎng)
1.2 熔體記憶效應(yīng)
1.2.1 鏈纏結(jié)的影響
1.2.2 有序片段的影響
1.2.3 自成核的影響
1.3 聚丁烯-1的結(jié)晶形態(tài)和結(jié)構(gòu)以及晶型轉(zhuǎn)變
1.3.1 聚丁烯-1的晶體結(jié)構(gòu)
1.3.2 聚丁烯-1晶型Ⅱ到Ⅰ轉(zhuǎn)變速率的影響因素
1.4 論文的研究目的和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)樣品信息和制備方法
2.2 實(shí)驗(yàn)表征測(cè)試手段
2.2.1 差示掃描量熱儀
2.2.2 閃速掃描量熱儀
2.2.3 偏光顯微鏡
2.2.4 廣角X射線衍射
2.2.5 紅外光譜儀
第3章 聚丁烯-1的熔體結(jié)晶
3.1 引言
3.2 商業(yè)樣品遠(yuǎn)超平衡熔點(diǎn)的記憶效應(yīng)
3.2.1 一定初始條件下的記憶效應(yīng)
3.2.2 成核密度的變化
3.2.3 提純樣品的熔體記憶效應(yīng)
3.2.4 添加劑的影響
3.3 低分子量聚丁烯-1的自成核效應(yīng)
3.3.1 低分子量聚丁烯-1的結(jié)晶性能和晶型轉(zhuǎn)化速率
3.3.2 低分子量聚丁烯-1自成核作用下的非等溫結(jié)晶
3.3.3 低分子量聚丁烯-1自成核作用下的等溫結(jié)晶
3.4 小結(jié)
第4章 聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.1 引言
4.2 等規(guī)聚丁烯-1的熔融結(jié)晶
4.3 等規(guī)聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.3.1 焓松弛
4.3.2 松弛時(shí)間對(duì)冷結(jié)晶的影響
4.4 冷結(jié)晶的成核優(yōu)勢(shì)
4.4.1 升溫過(guò)程中的成核
4.4.2 在低于T_g的溫度松弛過(guò)程中的成核
4.4.3 活化能Arrhenius分析
4.5 核的穩(wěn)定性
4.6 低分子量聚丁烯-1的冷結(jié)晶
4.7 小結(jié)
第5章 低分子量聚丁烯-1的晶型轉(zhuǎn)化
5.1 引言
5.2 單一溫度退火下PB-L的最佳轉(zhuǎn)化溫度
5.3 分步退火法下PB-L的轉(zhuǎn)化
5.4 分步退火法轉(zhuǎn)化得到的晶型的特點(diǎn)
5.6 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
本文編號(hào):3673618
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