高聚物在有限體積元中的等溫結(jié)晶動力學(xué)過程研究.pdf

1、該文采用Monte Carlo方法研究了高聚物在有限體積元中的等溫結(jié)晶動力學(xué)過程,分析了在一定條件下,樣品體積收縮、晶體線生長速率變化、樣品厚度變化和晶核數(shù)目變化這四種因素對高聚物在有限體積元中的等溫結(jié)晶過程的影響.利用模擬結(jié)果對Avrami方程和Price方程的有效性進(jìn)行了評價,得到了上述四種因素對高聚物結(jié)晶動力學(xué)參數(shù)影響的定量數(shù)據(jù).隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)當(dāng)樣品厚度降到一定值時,在結(jié)晶過程開始后不久就會出現(xiàn)一個初期轉(zhuǎn)折點(diǎn).同時,通過熱臺

2、偏光顯微鏡、DSC等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了部分計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果.計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)首先建立了有限體積元模型,然后選定了PET為樣品,一般模擬其在預(yù)先成核條件下、170℃時的等溫結(jié)晶過程.結(jié)果表明,有限的體積使Avrami指數(shù)n值偏小.樣品體積收縮,導(dǎo)致Avrami指數(shù)n值減小;結(jié)晶速度v<,c>值增加;表示實(shí)驗(yàn)值偏離理論預(yù)測直線時的相對結(jié)晶度α<,s>值減小;與Avrami方程相比,Price方程仍不能較準(zhǔn)確地描述高聚物等溫后期結(jié)晶行為.晶體線

3、生長速率G減小,對Avrami指數(shù)n值和α<,s>值基本沒有影響;而G減小,v<,c>值也會減小;熱臺偏光顯微鏡實(shí)驗(yàn)以PEO為樣品,也證實(shí)了這些結(jié)果.當(dāng)單位體積內(nèi)晶核數(shù)目不變時,樣品厚度h減小,n減小;v<,c>和α<,s>值基本不變;當(dāng)h降到小于等于體系內(nèi)球晶的平均直徑時,在結(jié)晶最初期,會出現(xiàn)一個初期轉(zhuǎn)折點(diǎn).DSC實(shí)驗(yàn)以PEO為樣品,驗(yàn)證了此結(jié)果.在體系晶核數(shù)目M變化的實(shí)驗(yàn)中,考慮了兩種成核情況.在預(yù)先成核條件下,M的減小,n值減小;