聚己内酯/纳米二氧化硅复合体系环带球晶形貌及结晶行为研究
发布时间：2020-12-30 13:33
采用溶液浇铸的方法制备了聚己内酯(PCL)/疏水性纳米二氧化硅(R974)复合体系薄膜,利用偏光显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜等研究了R974对PCL环带球晶形貌及结晶行为的影响,并从微观层次探讨了PCL/R974环带球晶可能的形成机理。结果表明,PCL/R974环带球晶是由扭转生长的片晶构成。R974的加入可诱导PCL环带球晶的形成,拓宽环带球晶形成温度。R974含量越高,PCL形成环带温度越低,环带周期越小,环带结构越规整。等温结晶时,R974加入并未改变PCL异相成核机理,但会影响其结晶动力学。当R974含量≤4%(wt)时,其异相成核作用占主导,促进了PCL结晶过程;当R974含量>4%(wt)时,其对于球晶生长的阻碍大于异相成核作用,最终抑制了PCL的结晶。
【文章来源】：高分子通报. 2016年10期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含量：（ａ）０％（ｗｔ）；（ｂ）２％（ｗｔ）；（ｃ）４％（ｗｔ）；（ｄ）６％（ｗｔ）；（ｅ）８％（ｗｔ）图１不同纳米粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４４４℃等温结晶过程Ｆｉｇｕｒｅ１ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔ４４℃Ｒ９７４
．００６Ｒ９７４含量：（ａ）０％（ｗｔ）；（ｂ）２％（ｗｔ）；（ｃ）４％（ｗｔ）；（ｄ）６％（ｗｔ）；（ｅ）８％（ｗｔ）图１不同纳米粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４４４℃等温结晶过程Ｆｉｇｕｒｅ１ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔ４４℃等温结晶温度：（ａ）２８℃；（ｂ）３２℃；（ｃ）３６℃；（ｄ）４０℃；（ｅ）４４℃；（ｆ）４８℃图２不同温度下ＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）等温结晶的ＰＯＭ照片Ｆｉｇｕｒｅ２ＰＯＭｉｍａｇｅｓｆｏｒＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ式中θ为单位距离内片晶的扭转角度；Ｔ为作用于片晶表面的不对称应力所产生的扭矩；Ｃ１为与片晶的厚度和宽度有关的常数；Ｇ为片晶模量；ｈ和ｂ对应于片晶的厚度和宽度。当纳米粒子的含量较高时，Ｒ９７４对ＰＣＬ片晶折叠表面的不对称应力较强，由此产生的扭矩也较大，根据公式（１）可知，扭矩Ｔ越大，则单位距离内的扭转角度θ也越大，扭曲周期越小，环带间距越校而对于同一粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４体系，随着温度的上升，ＰＣＬ分子链的运动能力提高，球晶生长速度增加，远大于纳米粒子的扩散速度，留在片晶之间的Ｒ９７４含量增加，对片晶表面的不对称应力增强，扭矩增大，扭转周期增大，环带间距则随之变校·５６·高分子通报２０１６年１０月
１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１６．０１０．００６图３ＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）环带球晶的扫描电镜图片，（ｂ）是（ａ）的结构放大图Ｆｉｇｕｒｅ３ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｒｉｎｇ－ｂａｎｄｅｄｓｐｈｅｌｉｔｅｓｉｎＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，（ｂ）ｉｓｔｈｅｍａｇｎｉｆｉｅｄｉｍａｇｅｏｆ（ａ）图４不同温度下ＰＣＬ／Ｒ９７４等温结晶的环带间距Ｆｉｇｕｒｅ４ＢａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２．２Ｒ９７４对ＰＣＬ结晶动力学的影响２．２．１ＰＣＬ／Ｒ９７４的成核过程图５为ＰＣＬ／Ｒ９７４的ＤＳＣ冷却曲线。为了避免实验热导率等效应的影响，我们利用结晶起始温度（Ｔｃｏ）来表示ＰＣＬ／Ｒ９７４的结晶能力。当Ｒ９７４含量≤４％（ｗｔ）时，ＰＣＬ的Ｔｃｏ明显上升。这表明Ｒ９７４对ＰＣＬ具有异相成核作用。但随着Ｒ９７４含量进一步增加，ＰＣＬ的Ｔｃｏ略下降，仅比纯ＰＣＬ的Ｔｃｏ高０．７℃左右。这可能是由于较高含量的Ｒ９７４形成的团聚体削弱了其异相成核能力，减少了其异相成核点数目，使得纳米粒子仅有较弱的异相成核作用［１６］。这些现象表明Ｒ９７４对ＰＣＬ具有一定的异相成核作用，但是其成核能力仅略强于ＰＣＬ本身包含的活跃异相成核物质的成核能力。２．２．２ＰＣＬ／Ｒ９７４的球晶生长过程将偏光显微镜在线观察结果进行量化处理，即可得到
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物环带球晶的结晶机理[J]. 徐军,叶海木,刘津,郭宝华. 高分子通报. 2011(04)
[2]高聚物环带球晶的研究进展[J]. 张雪勤,杨琥,王治流,程镕时. 高分子通报. 2006(02)
[3]纳米粒子材料的表面改性及其应用研究进展[J]. 张心亚,沈慧芳,黄洪,蓝仁华,陈焕钦. 材料工程. 2005(10)
[4]无机粒子/聚合物复合材料的结晶行为[J]. 杨华明,曹建红,敖伟琴,邱冠周. 高分子材料科学与工程. 2003(03)
本文编号：2947730
【文章来源】：高分子通报. 2016年10期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
含量：（ａ）０％（ｗｔ）；（ｂ）２％（ｗｔ）；（ｃ）４％（ｗｔ）；（ｄ）６％（ｗｔ）；（ｅ）８％（ｗｔ）图１不同纳米粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４４４℃等温结晶过程Ｆｉｇｕｒｅ１ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔ４４℃Ｒ９７４
．００６Ｒ９７４含量：（ａ）０％（ｗｔ）；（ｂ）２％（ｗｔ）；（ｃ）４％（ｗｔ）；（ｄ）６％（ｗｔ）；（ｅ）８％（ｗｔ）图１不同纳米粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４４４℃等温结晶过程Ｆｉｇｕｒｅ１ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔ４４℃等温结晶温度：（ａ）２８℃；（ｂ）３２℃；（ｃ）３６℃；（ｄ）４０℃；（ｅ）４４℃；（ｆ）４８℃图２不同温度下ＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）等温结晶的ＰＯＭ照片Ｆｉｇｕｒｅ２ＰＯＭｉｍａｇｅｓｆｏｒＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ式中θ为单位距离内片晶的扭转角度；Ｔ为作用于片晶表面的不对称应力所产生的扭矩；Ｃ１为与片晶的厚度和宽度有关的常数；Ｇ为片晶模量；ｈ和ｂ对应于片晶的厚度和宽度。当纳米粒子的含量较高时，Ｒ９７４对ＰＣＬ片晶折叠表面的不对称应力较强，由此产生的扭矩也较大，根据公式（１）可知，扭矩Ｔ越大，则单位距离内的扭转角度θ也越大，扭曲周期越小，环带间距越校而对于同一粒子含量的ＰＣＬ／Ｒ９７４体系，随着温度的上升，ＰＣＬ分子链的运动能力提高，球晶生长速度增加，远大于纳米粒子的扩散速度，留在片晶之间的Ｒ９７４含量增加，对片晶表面的不对称应力增强，扭矩增大，扭转周期增大，环带间距则随之变校·５６·高分子通报２０１６年１０月
１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１６．０１０．００６图３ＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）环带球晶的扫描电镜图片，（ｂ）是（ａ）的结构放大图Ｆｉｇｕｒｅ３ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｒｉｎｇ－ｂａｎｄｅｄｓｐｈｅｌｉｔｅｓｉｎＰＣＬ／Ｒ９７４－８％（ｗｔ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，（ｂ）ｉｓｔｈｅｍａｇｎｉｆｉｅｄｉｍａｇｅｏｆ（ａ）图４不同温度下ＰＣＬ／Ｒ９７４等温结晶的环带间距Ｆｉｇｕｒｅ４ＢａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｏｆＰＣＬ／Ｒ９７４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２．２Ｒ９７４对ＰＣＬ结晶动力学的影响２．２．１ＰＣＬ／Ｒ９７４的成核过程图５为ＰＣＬ／Ｒ９７４的ＤＳＣ冷却曲线。为了避免实验热导率等效应的影响，我们利用结晶起始温度（Ｔｃｏ）来表示ＰＣＬ／Ｒ９７４的结晶能力。当Ｒ９７４含量≤４％（ｗｔ）时，ＰＣＬ的Ｔｃｏ明显上升。这表明Ｒ９７４对ＰＣＬ具有异相成核作用。但随着Ｒ９７４含量进一步增加，ＰＣＬ的Ｔｃｏ略下降，仅比纯ＰＣＬ的Ｔｃｏ高０．７℃左右。这可能是由于较高含量的Ｒ９７４形成的团聚体削弱了其异相成核能力，减少了其异相成核点数目，使得纳米粒子仅有较弱的异相成核作用［１６］。这些现象表明Ｒ９７４对ＰＣＬ具有一定的异相成核作用，但是其成核能力仅略强于ＰＣＬ本身包含的活跃异相成核物质的成核能力。２．２．２ＰＣＬ／Ｒ９７４的球晶生长过程将偏光显微镜在线观察结果进行量化处理，即可得到
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物环带球晶的结晶机理[J]. 徐军,叶海木,刘津,郭宝华. 高分子通报. 2011(04)
[2]高聚物环带球晶的研究进展[J]. 张雪勤,杨琥,王治流,程镕时. 高分子通报. 2006(02)
[3]纳米粒子材料的表面改性及其应用研究进展[J]. 张心亚,沈慧芳,黄洪,蓝仁华,陈焕钦. 材料工程. 2005(10)
[4]无机粒子/聚合物复合材料的结晶行为[J]. 杨华明,曹建红,敖伟琴,邱冠周. 高分子材料科学与工程. 2003(03)
本文编号：2947730
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