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1、分類號:學(xué)校代碼:10373密級:學(xué)號:11114073503碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文題目:目:高分子高分子聚合物聚合物在溫度梯度在溫度梯度下的下的結(jié)晶過程結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展和形態(tài)發(fā)展論文作者論文作者:張國輝張國輝指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師:劉結(jié)平劉結(jié)平專業(yè)名稱專業(yè)名稱:高分子化學(xué)與物理高分子化學(xué)與物理研究方向研究方向:高分子凝聚態(tài)物理高分子凝聚態(tài)物理淮北師范大學(xué)研究生處二○一四年五月高分子聚合物在溫度梯度環(huán)境下的結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展摘要高分子聚合
2、物在溫度梯度環(huán)境下的結(jié)晶過程和形態(tài)發(fā)展摘要:影響高分子聚合物結(jié)晶和生長的因素很多,其中溫度在高分子聚合物結(jié)晶生長過程和最終結(jié)晶形態(tài)中起到重要的作用。本論文利用蔡斯偏光顯微鏡(POM)和布魯克原子力顯微鏡(AFM)等儀器設(shè)備對生物可降解高分子聚合物聚三羥基丁酸酯(PHB)的成核、生長、形態(tài)、機理分別在等溫、非等溫、溫度梯度環(huán)境下進行了研究。1.在等溫條件下,利用POM和AFM等儀器對PHB在等溫結(jié)晶條件下的球晶生長過程、結(jié)晶動力學(xué)及最終結(jié)
3、晶形態(tài)進行了研究。發(fā)現(xiàn)在結(jié)晶溫度范圍內(nèi)的等溫條件下,PHB球晶最終有環(huán)帶和非環(huán)帶兩種形貌。這種形態(tài)的變化是由于結(jié)晶時PHB的分子鏈結(jié)晶速率和擴散速率相互競爭的結(jié)果。在結(jié)晶溫度很低時,分子鏈的結(jié)晶和擴散速率都很小,其熔體薄膜厚度較單一,因而按同一個結(jié)晶速率生長,形成非環(huán)帶球晶。當分子鏈的結(jié)晶速率大于其擴散速率時較慢的擴散速率以及結(jié)晶時熔體的收縮導(dǎo)致PHB熔體生長前沿出現(xiàn)損耗區(qū),而致使球晶的不連續(xù)生長,因而形成環(huán)帶球晶.隨著結(jié)晶溫度繼續(xù)升高
4、,分子鏈的結(jié)晶速率降低而其擴散速率增大,此時,分子鏈有足夠的時間擴散到生長前沿,因此球晶的環(huán)帶結(jié)構(gòu)消失,又形成非環(huán)帶球晶。同時成核的PHB在熔體中的各個方向上生長速率一樣,所以最終形貌是規(guī)整的圓形。2.溫度梯度條件下,利用POM和AFM等儀器發(fā)現(xiàn)PHB的球晶形貌不僅和結(jié)晶溫度有關(guān),還和其成核溫度及其成核位置有關(guān),且成核溫度對其球晶形貌的影響更大,同時當溫度一樣時,PHB球晶的形貌還和其生長方向有關(guān)。而且在溫度梯度條件下形成的環(huán)帶球晶,其
5、帶間距隨著溫度梯度差的增大而減小。和等溫結(jié)晶相比,溫度梯度下相應(yīng)溫度對應(yīng)的帶間距略小。經(jīng)過研究可知;PHB在溫度梯度下和等溫條件下的結(jié)晶機理是一樣的,都是PHB在結(jié)晶過程中其分子鏈的結(jié)晶速率和擴散速率的相互競爭的結(jié)果。3.利用POM研究了PHB在非等溫條件下的結(jié)晶形態(tài)及其不同的降溫速率和成核對其形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)不論降溫速率的大小,其形成的球晶都是環(huán)帶球晶,隨著降溫速率的增大,其球晶的成核溫度越小。關(guān)鍵詞:PHB、環(huán)帶球晶、溫度、溫度
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