26847.高分子聚合物在溫度梯度下的結晶過程和形態(tài)發(fā)展

1、分類號：學校代碼：10373密級：學號：11114073503碩士學位論文碩士學位論文題目：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晶過程結晶過程和形態(tài)發(fā)展和形態(tài)發(fā)展論文作者論文作者：張國輝張國輝指導教師指導教師：劉結平劉結平專業(yè)名稱專業(yè)名稱：高分子化學與物理高分子化學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)境下的結晶過程和形態(tài)發(fā)展摘要：影響高分子聚合物結晶和生長的因素很多，其中溫度在高分子聚合物結晶生長過程和最終結晶形態(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在等溫結晶條件下的球晶生長過程、結晶動力學及最終結

3、晶形態(tài)進行了研究。發(fā)現(xiàn)在結晶溫度范圍內的等溫條件下，PHB球晶最終有環(huán)帶和非環(huán)帶兩種形貌。這種形態(tài)的變化是由于結晶時PHB的分子鏈結晶速率和擴散速率相互競爭的結果。在結晶溫度很低時，分子鏈的結晶和擴散速率都很小，其熔體薄膜厚度較單一，因而按同一個結晶速率生長，形成非環(huán)帶球晶。當分子鏈的結晶速率大于其擴散速率時較慢的擴散速率以及結晶時熔體的收縮導致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.隨著結晶溫度繼續(xù)升高

4、，分子鏈的結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)帶結構消失，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晶溫度有關，還和其成核溫度及其成核位置有關，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。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。和等溫結晶相比，溫度梯度下相應溫度對應的帶間距略小。經過研究可知；PHB在溫度梯度下和等溫條件下的結晶機理是一樣的，都是PHB在結晶過程中其分子鏈的結晶速率和擴散速率的相互競爭的結果。3.利用POM研究了PHB在非等溫條件下的結晶形態(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。關鍵詞：PHB、環(huán)帶球晶、溫度、溫度