聚合物等溫結晶后期動力學過程的模擬實驗研究.pdf

1、本文采用Monte Carlo方法研究了聚合物在模擬體系中等溫結晶動力學過程，分析了晶核成核方式和球晶線生長速率變化對聚合物等溫結晶動力學過程的影響。利用模擬結果對Avrami方程的可靠性進行了評價，得到了對聚合物等溫結晶動力學參數(shù)影響的定量數(shù)據(jù)。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)晶核數(shù)目對球晶內部的完善程度有影響，球體和立方體兩種模擬體系模擬出的Avrami方程動力學參數(shù)呈現(xiàn)出不同的變化趨勢；結晶中后期線生長速率的變化是實驗數(shù)據(jù)處理曲線偏離理論Av

2、rami方程直線的主要原因之一。通過DSC實驗驗證了計算機模擬實驗得到的部分結果，提出了改進的Avrami方程,能夠更好地描述整個結晶過程。 計算機模擬實驗選擇聚對苯二甲酸乙二酯(PET)為實驗樣品，模擬預先成核條件下170℃時的等溫結晶過程。結果表明：在成核方式變化的實驗中，在預先成核條件下，模擬體系為球體時，隨著體系內晶核數(shù)目M的增加，Avrami方程的截距InZ值和偏離理論直線時的α<,s>值增加，斜率n值和結晶半時間t<

3、,1/2>減小，而當模擬體系為立方體時，隨著體系內晶核數(shù)目M的增加，Avrami方程的斜率n值和截距InZ值增加，結晶半時間t<,1/2>和偏離理論直線時的α<,s>值減?。磺蝮w體系比立方體系更早地結束結晶過程，球體體系模擬實驗數(shù)據(jù)處理的曲線與理論直線更加吻合。Avrami方程能較準確地描述聚合物預先成核等溫結晶初期動力學過程但初始晶核數(shù)目對Avrami方程描述聚合物預先成核等溫結晶初期動力學過程的精確度有影響。在散現(xiàn)成核條件下，考慮了

4、晶核數(shù)目M隨時間變化快慢的五種情況，在潛在晶核數(shù)目N<,0>相同的情況下，隨著速度轉變系數(shù)m的減小，Avrami方程截距InZ減小，Avrami指數(shù)n、結晶半時間t<,1/2>和偏離理論直線時的α<,s>值變大：在速度轉變系數(shù)m相同的情況下，隨著潛在晶核數(shù)目N<,0>的增加，Avrami方程截距Inz、Avrami指數(shù)n和偏離理論直線時的α<,s>-值同時變大，結晶半時間t<,1/2>減小。在線生長速率變化的實驗中，隨著結晶后期線生長速