剪切對聚乳酸和聚乳酸-石墨烯復(fù)合材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響.pdf

1、高分子納米復(fù)合材料是利用熔融共混、溶液共混或原位聚合等方法將納米粒子或納米結(jié)構(gòu)材料添加到高分子材料中從而獲得具有優(yōu)良性能的新材料。同時,由于高分子材料在加工過程(注塑、擠出、紡絲)中要受到流場的影響,外場在一定程度上會影響高分子材料的物理結(jié)構(gòu),進而會影響其性能以及應(yīng)用。因此,研究剪切對高分子納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及結(jié)晶行為的影響有重要的意義。
　　本論文主以聚乳酸和聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料為研究對象,分別研究了剪切對其結(jié)晶結(jié)構(gòu)及結(jié)晶行為

2、的影響。
　　首先,分析了剪切對聚乳酸結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響。實驗發(fā)現(xiàn),不同剪切條件下聚乳酸在86℃和96℃等溫結(jié)晶過程中只形成α’晶型;在106℃和116℃下等溫結(jié)晶時形成α’和α兩種晶型;在126℃和136℃等溫結(jié)晶只形成α晶。隨剪切速率增加,聚乳酸片晶取向度隨剪切速率增加而增大,聚乳酸片晶在垂直于剪切方向上的長周期隨剪切速率增加而增大,而剪切方向上的長周期以及在兩個方向上的非晶層厚度隨著剪切速率的增大基本保持不變。而隨剪切

3、溫度升高,聚乳酸片晶垂直剪切方向上的長周期以及樣品的取向度逐漸減小。而在相同的剪切形變下,垂直剪切方向上的長周期以及取向度隨剪切速率增加而逐漸增大。剪切能明顯加快聚乳酸結(jié)晶過程,提高其球晶徑向生長速率。
　　然后,分析了聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為。與聚乳酸材料相比,聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料在不同溫度下等溫結(jié)晶后形成與聚乳酸樣品相同的晶型,但結(jié)晶結(jié)構(gòu)有所變化。如聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的片晶具有較小的長周期。聚乳酸/石墨

4、烯復(fù)合材料比聚乳酸有較高的結(jié)晶速率和球晶徑向生長速率。
　　最后,分析了剪切對聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶行為的影響。實驗表明,在實驗條件下,剪切不改變聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料的晶型,但會改變不同晶面的面間距。另外,聚乳酸/石墨烯復(fù)合材料在垂直于剪切方向上的長周期隨剪切速率增加先增加,當(dāng)剪切速率大于5s-1時,長周期隨剪切速率的變化基本保持不變。聚乳酸在140℃下靜態(tài)等溫結(jié)晶過程中,球晶充滿這個視野需要約100 min,而當(dāng)