亲水聚丙烯/聚乙烯醇缩丁醛共混物的非等温结晶动力学及形貌

以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为亲水改性剂,聚丙烯(PP)为基材,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,通过熔融挤出制备亲水PP/PVB共混物。采用差示扫描量热分析表征PP/PVB共混物结晶性能,通过计算非等温结晶动力学,分析研究PVB对PP基体结晶行为的影响;采用偏光显微镜及X射线衍射研究PVB的添加对PP/PVB共混物中PP基体晶体形貌与晶型的影响;采用水接触角(WCA)测试了PP/PVB共混物的亲水性能。结果显示,PVB的加入可以起到异相成核作用,加快PP的成核速率,改变PP基体球晶成核生长方式。但过量添加时会阻碍PP分子链段运动,导致晶体结构不完善,同时也会阻碍PP球晶的进一步生长,使得球晶尺寸降低,球晶间的边界消失。PP/PVB共混物的亲水性得到极大改善,随着PVB含量的增加,WCA从纯PP的102.9°降低到76.7°。

聚丙烯酸/聚乙烯醇共混高吸水性纤维溶胀动力学的研究

使丙烯酸(AA)单体在聚乙烯醇(PVA)溶液中聚合,并由聚合物溶液纺丝制备了PAA/PVA共混高吸水性纤维。通过体视显微镜定量观测纤维的动态溶胀过程,对试验曲线进行微机拟合,建立了纤维溶胀动力学速率方程。未经热处理的纤维溶胀行为可用Viogt并联粘壶弹簧模型描述,体积溶胀速率方程式为:V(t)=1.9936:1-0.9955exp(-t/1.1827)]。经热处理的纤维溶胀行为与Viogt模型有较小偏差,由所得溶胀速率方程证实热处理后纤维链段松弛时间增加。

长链乙烯酯改性聚乙烯醇的结晶动力学

通过差示扫描量热法和热重分析证明了长链乙烯酯改性聚乙烯醇(MPVA)具有40.4℃的热塑加工窗口。采用Avrami方程研究了MPVA的等温结晶过程,对MPVA初级结晶进行线性拟合,得到Avrami指数为2.2,表明其结晶机理是异相成核,三维球形生长。采用Hoffman-Weeks公式及Arrhenius公式分别计算,得到MPVA的平衡熔点为226.6℃,结晶活化能为-334.09 kJ/mol。采用莫志深方程分析了MPVA的非等温结晶过程,结果表明,MPVA在单位时间内达到更高结晶度所需选取的降温速率应更大。

聚乙烯醇对聚丙烯等温结晶行为的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚乙烯醇(PEG)的加入对聚丙烯(PP)结晶速度的影响,并用Avrami方程分析了聚丙烯在PP/PEG共混物中的结晶动力学。结果表明,当PEG的含量较低时能增加PP的结晶速度,PEG的含量增加,PP的结晶速度有降低的趋势。等温结晶动力学参数表明,PEG的加入对PP起着异相成核作用,但同时又有溶剂化的作用,使其对PP的结晶速度的影响比较复杂。PEG加入使共混物对结晶温度的敏感性降低。

聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学

为了研究聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的结晶性能,通过熔融共混挤出的方法制备了复合材料,并在差示扫描量热分析(DSC)的基础上通过Jeziomy法和Liu法研究了聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶行为强烈地依赖于冷却速率,随着冷却速率的提高,结晶速率常数增大,结晶的不完善程度也增大.在相同的冷却速率下,复合体系的Avrami指数n值和结晶速率常数Z。较大,晶体的完善程度较高.要达到相同的结晶度,复合材料所需的冷却速率要小于聚乙烯醇薄膜,即纳米氧化锌的加入使材料中聚乙烯醇的结晶速率增加,对聚乙烯醇具有异相成核作用.

改性聚乙烯醇的非等温结晶动力学研究

通过差示扫描量热法(DSC)测定了己内酰胺水溶液改性的聚乙烯醇(PVA)降温结晶过程,并用Ozawa方法,Jeziorny方法和莫志深方法分析了改性PVA的非等温结晶动力学。结果表明:随着冷却速率增加,改性体系内起增塑作用的小分子由于其蒸发升华的减缓,改性PVA体系的运动能力增强,结晶度提高;莫志深方法能够较好地解释改性PVA的非等温结晶过程,即在单位时间内达到较大结晶度需较大的降温速率,且随着体系相对结晶度的增加,结晶速率降低。

无规共聚聚丙烯的非等温结晶动力学研究

研究了无规共聚聚丙烯(PPR)在不同降温速率下的非等温结晶行为,采用Jeziorny法、Ozawa法和莫志深法等模型分析了PPR的非等温结晶动力学。模拟结果表明,加入α成核剂的PPR力学性能优异,具有更高的结晶温度和结晶度;Jeziorny法和莫志深法的分析结果表明,加入α成核剂的PPR表现出更快的结晶速率,且两种不同的α成核剂对PPR结晶性能的改善效果相近;利用Kissinger公式计算PPR的非等温结晶活化能的结果表明,α成核剂改性的PPR具有较高的非等温结晶活化能;加入α成核剂可使PPR形成更小的球晶。

聚丙烯／超高相对分子质量聚乙烯共混物的结晶动力学及发泡性能研究

采用差示扫描量热仪(DSC)对含有不同含量超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)的聚丙烯进行测试和表征,采用Ozawa方法、莫志深方法和Kissinger方法分析了该体系的非等温结晶动力学。利用自行研制的超临界流体挤出发泡实验装置,对含有UHMWPE的PP进行了超临界二氧化碳挤出发泡实验研究。结果表明:含有PE-UHMW的PP在较高的温度下开始结晶,且由于超高分子量聚乙烯大分子链的存在,与聚丙烯分子链发生缠结,阻碍聚丙烯分子链排入晶格,降低了结晶速率,结晶温区拓宽,有利于聚丙烯挤出发泡成型;加入PE-UHMW后,PP的发泡效果明显改善,泡孔平均直径减小,泡孔尺寸分布更加均匀,PE-UHMW的含量为5份时,表观密度达到0.03 g/cm3。

聚丙烯酰胺/聚乙烯醇共混物相容性及力学性能的微观理论研究

采用分子动力学的理论方法,从微观分子相互作用的层面研究了PAM/PVA共混体系,分别从组分间的相容性、结合能以及对相关函数分析3方面阐述了共混体系间相互作用的机理及本质,通过对组分不同质量配比体系的静态力学分析,研究了组分不同质量配比对体系力学性能的影响。结果表明,PAM与PVA组成的共混物相容性极好,而体系中单组分间的结合能随着PVA含量的增加反而减小,主要原因是质量相同的PAM链所含极性官能团的数目要高于PVA链;此外,对相关函数分析表明,单组分间主要是通过氢键形成相互作用,且共混体系中酰胺基(—NH2)、羰基(—CO)、羟基(—OH)官能团与周围H原子形成氢键的可能性关系为O(-C=O)>O(-OH)>N(-NH2),这也是酰胺基(—NH2)、羰基(—CO)、羟基(—OH)官能团极性强弱关系的反映;单组分不同质量配比模型的静态力学分析表明,随着共混体系中PVA组分含量的增加,体系弹性系数、各项工程模量、柯西压值均呈上升趋势,即PVA含量的增加可以明显改善PAM的力学性能及其延展性。

聚丙烯/茂金属线形低密度聚乙烯的熔融行为和等温结晶动力学

用示差扫描量热仪测定了共聚聚丙烯(PP)/茂金属线形低密度聚乙烯(m-PE-LLD)共混体系的熔融和等温结晶动力学。结果发现,m-PE-LLD 和 PP 主体中 PE 链段之间存在相互作用。用 Avrami 方程对共混体系的等温结晶动力学进行了研究,m-PE-LLD 的加入对 PP 的结晶动力学参数影响不大,说明 m-PE-LLD 的加入没有起到异相成核作用,而是使 PP 的晶体生长更加完整。由于两者的相容性,m-PE-LLD 的加入明显降低了结晶温度下的过冷度,而使整体结晶速率有所下降。用 Friedman 方程计算了体系的结晶活化能,发现 m-PE-LLD 的加入提高了结晶活化能。同时还用 Hoffman-Lauritzen 理论计算了体系成核参数 K_g。

无规抗冲共聚聚丙烯的非等温结晶动力学

在Spheripol工艺中试装置上制备了丙丁无规抗冲共聚聚丙烯(记作PP-1)和乙丙丁无规抗冲共聚聚丙烯(记作PP-2),对两种聚丙烯的非等温结晶行为进行了研究,针对无规抗冲共聚聚丙烯实际生产过程中的结晶特点,分别结合Caze法和Mo法提出的理论对非等温结晶动力学Ozawa模型进行了修正。结果表明:采用修正过的两种方法更加符合无规抗冲共聚聚丙烯实际生产过程中的非等温结晶行为。采用Caze法修正Ozawa模型后求出的PP-1和PP-2的Avrami指数分别为2.44,2.37,说明乙烯单体的引入并不会使PP-1的成核机理和生长方式发生改变。采用Mo法修正Ozawa模型后求出的动力学参数F(T)在同一相对结晶度下PP-1小于PP-2,表明在同一时间内PP-2要达到某一结晶度所需冷却速率更大;采用Kissinger法计算的PP-1和PP-2的结晶活化能分别为11.12,14.14 kJ/mol,进一步证实了上述结果。

氯化聚乙烯橡胶改性聚丙烯的等温结晶动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对氯化聚乙烯橡胶(CM)改性聚丙烯(PP)的等温结晶行为进行了研究。结果表明:交联体系影响结晶速度和结晶度,其中采用TCHC交联体系的结晶速度与结晶度均大于DCP交联体系的样品。相同温度下前者的Avrami方程n值与K值均大于后者。温度升高至135℃时,两体系的n值与K值都趋于一致,这说明交联剂在高温下对结晶影响减小。

聚乙烯醇结晶动力学

通过在142℃~192℃的温度下长达18min的等温结晶过程,研究了无溶剂聚乙烯醇的结晶动力学。通过Avrami理论分析结晶等温线。指数n在142℃~182℃的范围内几乎不变(0.67-0.71),但在192℃下结晶时将增加至1.53。基于等温线和微晶生长速率的热力学分析,有明显迹象表明PVA是一维结晶。在不存在水或其他溶胀剂的情况下,由于羟基的相互作用,动力学障碍占主导地位。因此,结晶PVA的最大可达的重量分数,显著低于水合PVA样品(的重量分数)。本文讨论了影响结晶生长速率的其他参数,包括通过交联控制的过冷度和平均链长。

超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料的非等温结晶动力学研究

采用低分子量白油溶胀超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE),再利用哈普混炼式转矩流变仪熔融共混制备了UHMWPE/PP复合材料。利用差示扫描量热仪研究了UHMWPE溶胀体对PP非等温结晶行为的影响,并分别用Jeziorny、Ozawa和Mo法对数据进行拟合处理。结果表明:复合材料中存在两种晶体,结晶时二者相互竞争,晶体完善程度降低,结晶峰宽化、结晶峰温度降低;UHMWPE溶胀体的加入降低了复合材料的熔体黏度,减弱了PP分子链的运动阻力,材料的结晶速率增大、半结晶时间减小,而Avrami指数未发生明显变化,晶体生长方式未发生改变;UHMWPE溶胀体添加量增大,复合材料的结晶速率先增大后减小;经Kissinger公式理论计算,当UHMWPE含量为1wt%时,复合材料的结晶的活化能相对纯PP减少了16.34kJ/mol,结晶能力增强。

聚丙烯／八乙烯多面齐聚倍半硅氧烷复合材料非等温结晶动力学

用DSC手段研究了物理共混合反应共混制备的聚丙烯(PP)/八乙烯基多面齐聚倍半硅氧烷(OvPOSS)复合材料的非等温结晶和熔融行为.结果表明:物理共混中OvPOSS具有β晶成核剂的作用,反应共混时PP的β晶消失,成核作用更为显著,结晶速率更高.采用Ozawa法和莫志深法对材料的非等温结晶动力学进行了研究,表明材料的结晶动力学行为符合Mo-Avinm-Ozawa方程.

聚乙烯醇/马来酸酐接枝聚丙烯共混物的热行为研究

采用熔融共混法制备了一种聚乙烯醇(PVA)/马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混物膜,通过差示扫描量热仪研究了共混物膜的结晶和熔融行为。结果表明,随着共混物中PP-g-MAH含量(不超过50%)的增加,PVA相的结晶和熔融温度升高,结晶度增加,结晶速率增加,而随着PVA含量(超过30%)的增加,PP-g-MAH的结晶及熔融温度降低,结晶度降低,结晶速率增加。用Ozawa法对共混物中PVA相的非等温结晶动力学研究表明,共混物中PVA相在191～197℃开始主期结晶,在173～189℃进入次期结晶阶段。

茂金属间规立构聚丙烯结晶动力学研究

用ＤＳＣ和密度法对茂金属间规立构聚丙烯（ｓＰＰ）样品进行了等温和非等温结晶动力学研究．测得平衡熔点Ｔ０ｍ为１５８℃，平衡熔融热焓ΔＨ０ｍ为３７ｋＪ／ｍｏｌ，侧表面自由能σ＝５２ｅｒｇ／ｃｍ２，折叠链表面自由能σｅ＝６９ｅｒｇ／ｃｍ２，链堆砌功ｑ＝３３７５ｋＪ／ｍｏｌ．对非等温结晶过程研究表明，由熔体结晶的ｓＰＰ具有非均相成核，三维球状生长机理．

超微氧化镧填充聚丙烯恒温结晶动力学

用差示扫描量热法测定了超微氧化镧填充聚丙烯恒温结晶过程中热焓的变化。结果表明,Avrami指数基本上不受氧化镧的影响,超微氧化镧的加入增加了晶核的数目并使结晶速度常数增加三倍左右,结晶活化能和晶格内垂直于分子链方向单位面积的自由能降低幅度并不大。

纳米碳酸钙改性聚丙烯共聚物的非等温结晶动力学

用DSC手段考察了反应釜内原位共聚制备的含有成核剂及纳米碳酸钙的聚丙烯(PP)共聚物的非等温结晶行为。结果表明,成核剂使PP共聚物的结晶温度升高,结晶度降低,结晶速率略有提高。而纳米碳酸钙则大幅提高了PP共聚物的结晶温度和结晶速率,结晶度也增加了约10%。并采用Ozawa法和Caze法描述了非等温结晶动力学。

聚丙烯/滑石粉复合材料的等温结晶动力学

用差示扫描量热法 (DSC)研究聚丙烯 (PP)及PP/滑石粉复合材料的等温结晶过程。用Avrami方程全面分析PP/滑石粉的等温结晶动力学 ,并由此获得相关的动力学参数 ;用Kissinger方程研究滑石粉对PP/滑石粉复合材料结晶活化能的影响。研究表明 :加入滑石粉后明显提高PP/滑石粉复合材料的结晶速率和结晶度 ;证明滑石粉能促进PP材料的结晶 ,并在PP结晶过程中起到异相成核作用。PP/滑石粉复合材料的等温结晶过程属于典型的异相成核机理。