论文题目: PTT及其PTT/PBT共混体系的热行为、凝聚态结构与流变性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 无机化学
作者: 何兴权
导师: 谢德民,杨德才
关键词: 聚对苯二甲酸,丙二酯,聚对苯二甲酸,丁二酯,自晶种成核,环带球晶,间歇式增长,流动性能
文献来源: 东北师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚对苯二甲酸1,3-丙二酯（PTT）是最近由壳牌化学公司工业化生产的芳香族聚酯,其主要优点在于既具有聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的物理性能,又具有聚对苯二甲酸1,4-丁二酯（PBT）的加工优势。这些特性使PTT在纤维、地毯、织物、膜和热塑性工程材料领域得到了广泛的应用。PBT本身具有化学稳定性好、结晶速度快、加工成型方便等优势。将二者共混,PBT的加入势必影响熔体的流动性能,另一方面PTT的热行为和相形态等势必受很大影响。因此开展PTT及其PTT/PBT共混物的热行为、形态结构等方面的研究不但有重要的理论意义,同时对改善材料的性能和拓宽其应用范围具有重要的实际意义。 研究了自晶种成核对PTT结晶行为及其形态的影响。经过自晶种成核处理以后PTT的结晶温度明显提高,使用自晶种成核方法可以有效地降低PTT结晶活化能,减小端表面自由能,促进PTT的链折叠,提高PTT的结晶能力。使用自晶种成核方法可以有效提高PTT的成核密度,降低球晶的尺寸。 发现PTT溶液浇铸薄膜在不同成膜温度下的相形态与残留熔剂的存在与否有关。采用透射电子显微镜（TEM）、选区衍射（SAED）和倾斜实验技术确定了PTT溶液浇铸薄膜在较低温度下形成的环带球晶的相结构和组成。在透射电子显微镜明场像中环带球晶中的暗区以结晶相为主,而亮区主要由非晶相组成。片晶的生长方向为晶体a轴。确定了环带球晶的形成机理,即间歇式增长过程,符合结构不连续模型。 研究了PTT/PBT共混体系的热行为,以PTT（或PBT）为基质相的共混物,另一次要组分的加入降低基质相的结晶能力和共混物的熔融（峰）温度。PTT/PBT共混物的相形态与组成密切相关。以PTT为基质相的共混物(WPBT≤30%)等温结晶可以形成环带球晶,每一组成的共混物形成环带球晶的环间距与结晶温度有关,随着结晶温度的升高环间距逐渐变小。共混物中PBT含量的增加导致形成环带球晶的结晶起始温度逐渐降低。 PTT/PBT共混物在熔体状态下的流动行为与共混物的组成、两相的相容性及相的转变有着密切的关系。PTT/PBT共混物的复数粘度随着PBT含量的变化出现了正—负偏差,曲线成S形,在PBT含量为10%时复数粘度出现极小值,之后升高,在PBT含量为90%时出现极大植。当PBT含量在0—60%之间时,复数粘度出现负偏差,PBT含量大于60%后出现正偏差。这表明在共混体系中相逆转出现在大约PBT含量为60%时。流动曲线中出现一个平台区,PBT含量在30—50%之间,这与两种组分形成共连续相有关。共混物的储存模量和损失模量的变化规律与复数粘度的相似。PTT/PBT共混物在熔体状态下的稳态剪切粘度随剪切速率的增大而降低,表现为剪切变稀行为。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第一章、引言
一、聚对苯二甲酸1，3-丙二酯的研发过程
二、结晶性聚合物的成核理论
(一) 结晶性聚合物的一次成核
(二) 结晶性聚合物的二次成核
(三) 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯的成核
三、聚对苯二甲酸1，3-丙二酯的研究与发展
(一) 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯的晶体结构
(二) 聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯的形态结构
(三) 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯的多重熔融行为
四、环带球晶
(一) 可以形成环带球晶的半结晶高聚物
(二) 可以生成环带球晶的聚合物共混物
(三) 环带球晶的形成机理及理论模型
五、本论文工作的目的意义与主要研究内容
第二章 实验部分
一、原料
二、样品制备
(一) 共混物制备
(二) 薄膜制备
(三) 热处理
三、结构表征
(一) 示差扫描量热法(DSC)
(二) 广角X射线衍射(WAXD)
(三) 偏光显微镜(PLM)
(四) 原子力显微镜(AFM)
(五) 透射电子显微镜(TEM)
(六) 流变性能测试
(七) PTT自晶种成核的试验过程
第三章 自晶种成核对聚对苯二甲酸1，3-丙二酯结晶行为的影响
一、前言
二、PTT自晶种成核的等温结晶动力学
(一) 自晶种形成温区的测定
(二) 自晶种成核引起的多重熔融峰
(三) 自晶种成核后PTT平衡熔点的测定
(四) PTT自晶种成核的等温结晶动力学
(五) PTT的等温结晶动力学结果和PTT自晶种成核的等温结晶动力学比较
三、自晶种成核对PTT结晶形态的影响
四、本章小结
第四章 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯溶液浇铸薄膜环带球晶的形成机理
一、前言
二、PTT溶液浇铸薄膜的形态结构
(一) PTT溶液浇铸薄膜形成的环带球晶
(二) PTT溶液浇铸薄膜环带球晶中的晶体结构和取向
(三) PTT熔体等温结晶形态和溶液浇铸膜形态比较
三、PTT溶液浇铸膜环带球晶的生长机理
四、本章小结
第五章 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯(PTT)／聚对苯二甲酸1，4-丁二酯(PBT)共混体系的热行为及其相形态
一、前言
二、PTT／PBT共混物的热行为
(一) PTT／PBT共混物的相容性
(二) PTT／PBT共混物的结晶和熔融行为
三、PTT／PBT共混物薄膜的形态结构
四、本章小结
第六章 聚对苯二甲酸1，3-丙二酯(PTT)／聚对苯二甲酸1，4-丁二酯(PBT)共混体系的流变行为
一、前言
二、PTT／PBT共混物的动态流变学行为
三、PTT／PBT共混物的稳态流变学行为
四、本章小结
结论
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况
发布时间: 2005-07-07
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