剪切对iPP结构熔体结晶形态的影响

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结晶性聚合物制品的性能与加工过程中材料形成的结晶形态和结构密切相关,现有的工艺大都是通过控制空白熔体(消除热历史的熔体)的加工条件达到改善制品性能的目的。我们发现近熔点结构熔体(温度在名义熔点和平衡熔点之间的熔体)中仍然存在有大量的有序结构,对结晶形态和结构有重要的影响。那么,如何调控聚合物结构熔体中有序结构的结晶行为就显得尤为重要。因此,本论文利用偏光显微镜(POM)在线观测的方法研究了剪切对等规聚丙烯(iPP)结构熔体结晶形态的影响,即将空白熔体降温至一定温度进行充分结晶,再升至近熔点温度获得近熔点结构熔体,并施加不同的温度条件和剪切场后观察结构熔体结晶形态的变化。  1.通过控制保温温度和保温时间来制备不同状态的结构熔体并研究了 iPP结构熔体在静态条件下的结晶形态变化,研究发现:当保温温度升高时,成核密度和晶体面积百分比都发生了降低,球晶生长尺寸和生长速率也有减小和降低,表明结构熔体的有序程度随保温温度的升高而降低;当保温时间延长时,成核密度和晶体面积百分比都发生了降低,球晶生长尺寸和生长速率也有减小和降低,表明结构熔体的有序程度随保温时间的延长而降低。  2.采用Linkam剪切热台引入剪切场,研究了剪切对iPP结构熔体结晶形态的变化,研究发现:当剪切温度升高时,柱状晶数量逐渐减少,平均长度变短,成核密度和晶体面积百分比降低,晶体的生长尺寸和生长速率发生了减小和降低,表明剪切温度的升高使得结构熔体在剪切场中的取向程度降低;当剪切速率增大时,柱状晶数量逐渐增多,平均长度变长,成核密度和晶体面积百分比提高,晶体的的生长尺寸和生长速率有所增大和提高,表明剪切速率的增大提高了结构熔体在剪切场中的取向程度;当保温时间延长时,柱状晶数量逐渐减少,平均长度变短,成核密度和晶体面积百分比降低,晶体的生长尺寸和生长速率也发生了减小和降低,表明保温时间的延长使得结构熔体在剪切场中的取向程度降低。
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