纳米Al2O3/玻璃纤维/聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料非等温结晶行为研究--(Ⅱ)结晶动力学

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米A l2O3粒子对纳米A l2O3/GF/PBT复合材料非等温结晶动力学的影响。结果表明,纳米粒子含量约为1.5%时,在降温速率较低的情况下,结晶速率Zc值明显增加,半结晶时间t1/2值明显减小;相对结晶度较低时,纳米粒子对F(T)值和a值的影响较大。同时,对复合材料的结晶活化能和纳米粒子成核活性的定量研究表明,含量约为1.5%的纳米A l2O3粒子的异相成核活性较强,此时复合材料的结晶活化能较小。     

OMMT改性PA1010/纳米CaCO_3纳米复合材料的非等温结晶和熔融行为的研究

通过加入两种不同层间距纳米有机蒙脱土(OMMT)在双螺杆挤出机上运用熔融共混方法制备尼龙(PA)1010/纳米CaCO3/OMMT三元纳米复合材料,以差示扫描量热仪(DSC)对PA1010纳米复合材料的非等温结晶行为和熔融行为进行研究,确定重要参数。结果发现,OMMT的加入促进了晶核的生成,同时提高了PA1010的结晶温度,使得结晶度提高。层间距小的OMMT会使PA1010纳米复合材料基体的结晶度增加,熔点下降,熔融峰向低温区偏移,结晶更加完善。     

纳米Al2O3对尼龙6结晶性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560对纳米氧化铝(nano-Al2O3)进行表面处理后与尼龙6(PA6)熔融共混制备PA6/nano-Al2O3复合材料,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面形貌,借助差示扫描量热仪(DSC)研究了原料配比及降温速率对PA6/nano-Al2O3复合材料结晶性能影响。结果表明,nano-Al2O3在PA6结晶过程中起异相成核作用,限制了PA6分子链运动,使复合材料玻璃化转变温度及结晶度提高,非等温结晶过冷度降低,结晶速率加快;材料结晶温度、结晶焓、结晶度随降温速率增加而下降。     

多重受热历史对PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为的影响

为改善聚乳酸(PLA)的结晶性能,分别以PLA和表面包覆纳米SiO_2并接枝硅烷偶联剂的多壁碳纳米管(MWCNTs)为基体和改性剂,经溶液共混法制备PLA/MWCNTs复合材料.分别利用POM和DSC研究复合材料等温结晶、非等温结晶和冷结晶的球晶形态、结晶和熔融行为.研究结果表明:PLA/MWCNTs复合材料结晶和熔融行为强烈依赖于受热历史和改性MWCNTs含量;PLA/MWCNTs复合材料冷结晶时结晶度最高,球晶尺寸最小且熔点最低;1℃/min降温结晶时球晶尺寸最大,且熔点最高;降温速率越快,复合材料的起始结晶温度、结晶焓和结晶度越低.改性MWCNTs可作为PLA的异相成核剂,改善复合材料的结晶、熔融行为和球晶尺寸,其最佳用量为0.3%.     

PET/SiO2纳米复合材料的非等温结晶动力学

为了研究溶胶-凝胶原位聚合法合成的PET/SiO2纳米复合材料的结晶性能,用Avrami法和莫志深法对该复合材料进行了非等温结晶动力学研究。通过研究,得出以下结论:SiO2纳米粒子对基体PET具有异相成核作用,使PET的结晶温度明显升高,SiO2纳米粒子的加入使PET的结晶速率提高;SiO2粒子改变了PET基体的成核机理和生长方式;PET/SiO2纳米复合材料非等温结晶行为适合莫志深法。     

纳米ZrO2对热喷涂尼龙1010涂层非等温结晶与熔融行为的影响

利用火焰喷涂法制备了尼龙1010(PA1010)/n-ZrO2复合涂层,采用差示扫描量热法(DSC)对复合涂层的非等温结晶过程、熔融行为进行了分析.结果表明,纳米ZrO2粒子的加入不仅能提高复合涂层的结晶速率和结晶温度,而且使复合涂层的熔融峰肩峰的熔融温度高于纯PA1010涂层.结论:纳米ZrO2粒子具有成核剂的作用,诱导尼龙大分子结晶,使其结晶能力及结晶的完善程度提高.     

纳米金刚石/PP复合材料的非等温结晶行为

采用熔融共混的方法制备了纳米金刚石/聚丙烯(PP)复合材料,并研究了纳米金刚石在非等温条件下对PP非等温结晶动力学和结晶形态的影响。用Jeziorny法和Mo法对非等温结晶动力学分析发现,添加适量的纳米金刚石,提高了PP的结晶峰值温度Tp,加快了结晶速率。当纳米金刚石添加量为1%时,复合材料的Avrami速率常数(Zt)最大,结晶速率[F(T)]和半结晶时间(t1/2)最小。偏光显微镜观察结晶形态发现,纳米金刚石/PP复合材料的晶粒尺寸减小,结晶完善程度有所下降。复合材料的结晶活化能随着纳米金刚石含量的增加呈现先减少后增加,当纳米金刚石含量为3%时,复合材料的结晶活化能达到最低值21.08kJ/mol。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66仿生复合材料的非等温结晶动力学研究

用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同比例的纳米羟基磷灰石(nano hydroxyapatite, n HA)/聚酰胺66(polyamide 66,PA66)仿生复合材料的非等温结晶行为。结果表明:(1)纳米羟基磷灰石的加入,起到了异相成核剂的作用,提高了PA66 的结晶速率,且结晶速率随纳米羟基磷灰石的含量的增加而增加,纯PA66的结晶度则随着纳米羟基磷灰石的增加而降低。(2)PA66 和复合材料的结晶峰都随降温速率的增加从高温向低温方向移动,且结晶峰变宽。(3)以Mo法进行非等温结晶数据处理,得到的F(T) 随结晶度的增加而增加,a值却几乎不随结晶度变化,表明降温速率越快,单位结晶时间达到的结晶度越高,但各降温速率下的结晶方式基本相同。     

纳米粒子的分散状态对聚丙烯结晶行为的影响

用普通熔融共混与低剪切应力场下聚合物/纳米粒子的分散共混方法制备出聚丙烯/无机纳米粒子复合材料,采用示差扫描量热法(DSC)与偏光显微镜(PFM)对试样的结晶行为进行研究发现:在填充粒子含量相同情况下,均匀分散的纳米粒子可以较大提高聚丙烯的结晶温度,结晶速率,使晶体尺寸减小,而普通熔融共混制备的试样中,纳米粒子虽然也一定程度增加了聚合物的结晶温度,却并不改变晶体的尺寸。结果表明,当制备聚合物/纳米粒子复合材料时,纳米粒子在基体中的分散程度极大地影响聚合物基体的结晶行为。     

PLLA/CNTs复合材料的非等温冷结晶

通过溶液共混法制备了聚乳酸/碳纳米管(PLA/CNTs)复合材料,并利用差示扫描量热分析(DSC)研究了CNTs的种类、长度、直径和质量分数对不同升温速度下PLA非等温冷结晶性能的影响,结果表明,PLA/CNTs复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和结晶峰温度(Tc)都随升温速度降低而逐渐降低,而结晶度和熔融温度(Tm)则升高。添加质量分数为0.1%的多壁碳纳米管(MWNTs)即可有效促进PLA的异相成核,提高其结晶速度和结晶度,以10℃/min升温冷结晶时,当CNTs用量达1%时会阻碍PLA的非等温结晶过程,并导致PLA复合材料的Tg、Tm和结晶度降低。MWNTs对PLA非等温结晶的促进作用比SWNTs或DWNTs明显,而较短的MWNTs比长MWNTs的作用略为明显。     

聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为

采用差示扫描量热仪研究了增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料非等温结晶动力学及熔融行为的影响。动力学分析表明,莫志深方法能很好地描述聚丙烯非等温结晶动力学,达到相同的结晶度,复合材料所需要的冷却速率要小于纯基体。结晶形态和熔融行为均依赖于复合材料的组成和降温冷却速率。硫酸钙晶须具有一定的β成核作用,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入不利于β晶型的生成。     

Step-scan DSC研究PET/纳米CaCO3复合材料的结晶和熔融行为

采用纳米碳酸钙(CaCO3)浆料直接分散于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的单体乙二醇中,原位聚合制备出分散均匀的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/CaCO3纳米复合材料。分别利用传统的差示扫描量热仪(DSC)和步进扫描DSC(Step-scan DSC)技术研究了CaCO3含量变化对PET结晶和熔融行为的影响及非等温结晶动力学过程。结果表明,纳米粒子与PET的相互作用较弱,对PET结晶主要起促进作用,使结晶更加完善,碳酸钙的含量达到3%时,相对结晶速率达到最大。结晶初期,纳米粒子异相成核作用占优势,这种优势随着纳米粒子含量的增加而有所减弱;结晶后期,纳米粒子对高分子运动的牵制作用比较明显。     

细菌纤维素/聚乳酸互穿网络复合材料的结晶与熔融

为了研究细菌纤维素(BC)网络结构对聚乳酸(PLA)结晶与熔融过程的影响,以PLA为基体,BC为增强体,通过PLA-三氯甲烷溶液与BC-无水乙醇分散液的共混扩散制备了具有互穿网络结构的BC/PLA生物复合材料。采用SEM、偏光显微镜(POM)、DSC和莫志深(MO)模型研究了复合材料的微观形态、球晶形貌、非等温结晶动力学和熔融行为。结果表明:采用溶液共混扩散法可得到以BC为骨架、PLA缠绕其表面的互穿网络结构的复合材料。随降温速率增加,BC/PLA复合材料的结晶温度、熔融温度和相对结晶度均下降。BC可作为异相成核剂,适量添加可同时提高BC/PLA复合材料的结晶速率和相对结晶度,细化球晶尺寸。MO模型可较好地描述BC/PLA复合材料的非等温结晶动力学行为。     

PTFE/SGM复合材料非等温结晶动力学

通过冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/实心玻璃微珠(PTFE/SGM)复合材料。采用差示扫描量热法(DSC)研究了PTFE/SGM复合材料的非等温结晶行为,并利用Jeziorny模型对所得DSC数据进行处理。结果表明:Jeziorny模型处理PTFE/SGM复合材料的非等温结晶动力学过程是合理可行的;随着冷却速率的增加,结晶峰向低温方向移动,结晶温度范围增大,结晶度下降;SGM有一定的成核作用,提高了PTFE的结晶峰温和结晶速率,降低了结晶活化能,使PTFE更易结晶。     

SiO2-聚合物杂化微球改性聚丙烯的非等温结晶动力学

将原位乳液聚合制得的SiO₂-聚合物杂化微球与聚丙烯熔融共混制备了SiO₂/聚丙烯(SiO₂/PP)复合材料, 利用差示扫描量热法(DSC)研究了SiO₂/PP复合材料的非等温结晶动力学行为。结果表明, SiO₂-聚合物杂化微球具有明显的异相成核效应, 提高了PP的结晶温度和结晶速率, 同时降低了PP的结晶度, 提高了PP的结晶活化能。运用Mo法处理纯PP和SiO₂/PP复合材料的非等温结晶动力学, 结果显示SiO₂-聚合物杂化粒子降低了聚丙烯在单位结晶时间内达到一定结晶度时所需的降温速率。     

PET/SiO2纳米复合材料的光学性能和结晶成核行为

以乳液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆纳米S iO2的核-壳结构复合粒子,并利用聚合法和共混法制备PET纳米复合材料。研究了复合颗粒和纳米复合材料的制备条件和方法等对复合材料光学和结晶成核行为的影响。结果表明:分散良好的纳米颗粒对PET有很强的成核作用,抑制PET球晶生长速度,提高PET总结晶速率和透明度。共混法制备的纳米复合NPET透明度提高,而聚合法制得的NPET透明度降低。NPET熔融结晶行为表明,随着纳米颗粒含量增加,NPET双熔融小峰逐步降低;纳米S iO2含量2%时,NPET的结晶速度最快,结晶半峰宽仅有5.1℃。     

PBT/BA-MMA-AA三元共聚物共混物的结晶行为和结晶动力学

考察了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)／“壳-棱”型丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物(BA-MMA-AA)共混物的熔融和结晶行为。研究显示，BA-MMA-AA含量较低时，BA-MMA-AA中羧基对PBT分子链的干扰导致了共混物中PBT的熔点和结晶度下降；随BA-MMA一从含量的提高，其异相成棱作用导致PBT的成棱速率和结晶速率提高，从而提高了共混物中PBT的熔点和结晶度．采用Avrami方程分析了试共混物的等温结晶动力学参数，发现共混物的结晶速率常数K显著变小，最大结晶速率时间tmax和半结晶时间t1/2均变短，表明加入BA-MMA-AA使PBT的成棱速率和结晶速率得到提高。     

SiO2-聚合物杂化微球改性聚丙烯的非等温结晶动力学

将原位乳液聚合制得的SiO2-聚合物杂化微球与聚丙烯熔融共混制备了SiO2/聚丙烯(SiO2/PP)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)研究了SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,SiO2-聚合物杂化微球具有明显的异相成核效应,提高了PP的结晶温度和结晶速率,同时降低了PP的结晶度,提高了PP的结晶活化能.运用Mo法处理纯PP和SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学,结果显示SiO2-聚合物杂化粒子降低了聚丙烯在单位结晶时间内达到一定结晶度时所需的降温速率.     

成核PP注塑样品的非等温结晶行为与熔融特性

用DSC研究了两种成核剂成核PP的非等温结晶行为与熔融特性,致命伤中成核剂均使PP的降温结构温度提高,结晶峰半高宽变窄,结晶度与熔点略有提高,但结晶峰对称性变差,熔融峰半高宽加大,成核样品的结晶温度对冷却速率的依赖性较纯PP的小,根据过冷度和成核PP与纯PP的结晶温度之差,成核剂成核作用大小顺序为：A＞D。     

聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学

为了研究聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的结晶性能,通过熔融共混挤出的方法制备了复合材料,并在差示扫描量热分析(DSC)的基础上通过Jeziomy法和Liu法研究了聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,聚乙烯醇薄膜和聚乙烯醇/纳米氧化锌复合材料的非等温结晶行为强烈地依赖于冷却速率,随着冷却速率的提高,结晶速率常数增大,结晶的不完善程度也增大.在相同的冷却速率下,复合体系的Avrami指数n值和结晶速率常数Z。较大,晶体的完善程度较高.要达到相同的结晶度,复合材料所需的冷却速率要小于聚乙烯醇薄膜,即纳米氧化锌的加入使材料中聚乙烯醇的结晶速率增加,对聚乙烯醇具有异相成核作用.