可降解天然纖維對(duì)結(jié)晶聚合物結(jié)晶過程的影響.pdf

1、利用可降解天然纖維填充聚合物可以提高材料中可再生“天然碳”含量，降低對(duì)“石化碳源”的依賴，相關(guān)研究近年來受到關(guān)注。本研究主要從結(jié)晶聚合物結(jié)晶過程入手，考察可降解天然纖維填充結(jié)晶聚合物材料的性能。
　　首先結(jié)合阿夫拉米(Avrami)方程、霍夫曼(Hoffman)理論等經(jīng)典的聚合物結(jié)晶理論，建立了一個(gè)三參數(shù)數(shù)學(xué)模型，即以特征結(jié)晶時(shí)間(τ)、高上限結(jié)晶溫度（Tuc）和低上限結(jié)晶溫度（Tlc）三個(gè)參數(shù)來描述聚合物的結(jié)晶特性，其中:Tuc

2、和Tlc主要反映結(jié)晶溫度、τ主要反映結(jié)晶速率。而后推導(dǎo)出計(jì)算τ、Tuc和Tlc三個(gè)參數(shù)的方法。最后通過理論分析，嘗試解釋Avrami指數(shù)n通常不為整數(shù)的原因，以及Avrami方程不宜直接用于描述非等溫結(jié)晶曲線的原因。同時(shí)，使用τ、Tuc和Tlc三個(gè)參數(shù)并結(jié)合Avrami方程，成功預(yù)測(cè)了聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)以及聚氧化乙烯(PEO)的等溫結(jié)晶和非等溫結(jié)晶過程。
　　而后，利用所建立的模型研究了聚丙烯-微纖化纖維素(MFC)復(fù)

3、合材料的結(jié)晶行為，并與添加了高效成核劑（WBG-Ⅲ）的PP對(duì)比，發(fā)現(xiàn)MFC與WBG-Ⅲ對(duì)PP的結(jié)晶有截然不同的影響機(jī)制。提出微纖化纖維素本身并不誘導(dǎo)聚丙烯成核，聚丙烯仍以均相成核開始結(jié)晶。而后聚丙烯可能會(huì)由于體積收縮與微纖化纖維素的界面處產(chǎn)生局部應(yīng)力，出現(xiàn)應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶，使得在偏光顯微鏡下能看到PP以一些MFC顆粒為中心生長(zhǎng)晶體。從總體結(jié)晶速率來看，在研究涉及的范圍內(nèi)，MFC填充量的提高，能使PP結(jié)晶速率加快。
　　通過考察PP-M

4、FC材料拉伸性能發(fā)現(xiàn)，添加5份MFC后PP的彈性模量提高，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率下降。對(duì)于薄膜材料，斷裂強(qiáng)度下降不多（由31.8 MPa降低到29.2 MPa），但斷裂伸長(zhǎng)率下降顯著（由742％降低到40％）。使用無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)能有效提高PP-MFC的斷裂伸長(zhǎng)率。當(dāng)添加3份PPR時(shí)，PP-MFC薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率從40％提高到了779％，且強(qiáng)度、模量與純PP試樣持平。對(duì)于PP-MFC片材，在含有5份MFC的PP-MFC中加入3份P