計(jì)算機(jī)模擬聚合物非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文以LH(Lauritzene-Hoffman)方程為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬的方法，對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的受限情況下的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。以期發(fā)現(xiàn)合適的動(dòng)力學(xué)方法來描述聚合物受限結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的規(guī)律，為聚合物的實(shí)際生產(chǎn)和加工作出指導(dǎo)。
　　首先，根據(jù)PET的物理性能設(shè)置基本數(shù)據(jù)建立一個(gè)計(jì)算過程，運(yùn)行該過程，通過設(shè)置不同升溫速率，得到相對結(jié)晶度與溫度的關(guān)系曲線;其次，應(yīng)用DSC對PET在2.5K/min、5K/min

2、、10K/min、20K/min的升溫速率下進(jìn)行熱掃描，得到DSC曲線圖，繼而計(jì)算得到相對結(jié)晶度與溫度的關(guān)系曲線;最后，將模擬實(shí)驗(yàn)曲線與DSC試驗(yàn)曲線進(jìn)行比較分析，據(jù)此計(jì)算機(jī)過程進(jìn)行校正，優(yōu)化了該過程的參數(shù)，如晶核數(shù)目、結(jié)晶起始溫度等，證明該過程能夠較好的描述聚合物結(jié)晶的規(guī)律。
　　應(yīng)用以上計(jì)算過程對PET非等溫過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究，利用該模擬實(shí)驗(yàn)對Ozawa、Kissinger和等轉(zhuǎn)化率方法的適用性進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明Ozawa方

3、程很好的描述了聚合物非等溫結(jié)晶生長過程，Kissinger方程可以很好的描述等速升溫結(jié)晶過程，而不能用于描述等速降溫結(jié)晶過程，等轉(zhuǎn)化率法可以用于描述等速升溫結(jié)晶過程但不能用于等速降溫結(jié)晶過程。
　　應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，通過受限體系的大小以及受限體系的厚度對PET的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行研究，并使用Ozawa、Kissinger和等轉(zhuǎn)化率方法對該非等溫結(jié)晶過程進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)Ozawa方程在受限體系下正確的給出了聚合物非等溫結(jié)晶過程

4、的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)體系體積變得很小時(shí)，Ozawa方程仍然適用，此時(shí)Avrami指數(shù)n值基本從3到2逐漸減小，說明球晶的生長從三維向二維轉(zhuǎn)變。Kissinger方程對等速升溫結(jié)晶過程中的能量變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著結(jié)晶體系的減小，結(jié)晶活化能Ed有所減小，但變化不大。等轉(zhuǎn)化率法分析結(jié)晶過程的能量變化，當(dāng)轉(zhuǎn)化率逐漸增大時(shí)，結(jié)晶活化能Ed在逐漸減小，同一轉(zhuǎn)化率時(shí)，隨著體系體積的減小，體系結(jié)晶活化能Ed也在減小。
　　本文應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)