液晶型成核剂的合成及对聚乙烯结晶行为的影响--(Ⅰ)液晶型成核剂的合成与表征

以对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醚和丙烯酰氯为主要原料,通过逐步酰化反应,合成出了一种具有刚性结构并带有极性基团的乙烯基单体：4-(4-甲氧基)-二酚氧羰基酚丙烯酸酯(ACDHP),并通过自由基引发合成出相应的聚合物PACDHP。利用^1H-NMR和FT-IR对单体和聚合物的化学结构进行了表征。采用DSC、热台偏光显微镜(HS-POM)和TGA对聚合物的相转变温度、液晶态的织构和热稳定性进行了研究。结果表明该热致液晶聚合物的液晶相变温度范围较宽,热稳定性较好．     

添加纳米碳管对高密度聚乙烯力学行为和结晶过程的影响

利用熔融法制备了一系列具有不同纳米碳管含量的纳米碳管(Q盯)／高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。对其拉伸性能的研究结果表明，添加质量分数分别为2％，5％和10％的纳米碳管使HDPE的拉伸模量分别提高了7．4％，27．0％和28．6％，屈服强度分别提高了3．3％，14．4％和18．5％，但是会降低HDPE的断裂强度和断裂伸长率。同时，对复合材料中HDPE结晶过程的研究表明，纳米碳管可以提高HDPE的开始结晶温度，降低结晶活化能，但是会使HDPE的结晶速率下降，结晶度降低。     

超高分子量聚乙烯的形态对高密度聚乙烯结晶行为的影响

通过熔融共混制备了高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯(HDPE/UHMWPE)共混物,采用高温熔融和再次剪切处理改变了UHMWPE在HDPE中的分散形态,并使用非等温结晶和连续自成核退火热分级(SSA)方法研究了UHMWPE的形态变化对HDPE的结晶行为的影响。扫描电子显微镜图片显示,经过高温熔融和再次剪切后UHMWPE的形态发生了极大的改变,由原生粒子转变为溶胀粒子,最后粒子破碎并以更小的相畴尺寸分散在HDPE中。结晶行为表明,原生粒子促进了HDPE的结晶,但结晶完善程度只有轻微的提高;溶胀粒子则阻碍了HDPE的结晶,结晶完善程度下降;更小相畴尺寸的UHMWPE对HDPE的结晶有明显的促进作用,结晶完善程度显著提高。     

纳米SiO2颗粒对HDPE和PP非等温结晶行为的影响

用差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米二氧化硅(SiO2)填充高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)两体系非等温结晶动力学行为，发现纳米SiO1／HDPE体系的非等温结晶数据不满足Ozawa方程，但符合莫氏方程；而纳米SiO2／PP体系的非等温结晶的数据同时符合莫氏方程和Ozawa方程．利用Kissinger方程计算两体系的结晶活化能，发现纳米SiO2／HDPE体系的结晶活化能比纯HDPE体系的大，纳米SiO2／PP体系的结晶活化能比PP的小，但两体系的结晶活化能都随着纳米SiO2含量的增加而增加。纳米SiO2在复合体系中明显起着异相成核的作用．     

高密度聚乙烯／聚硅氧烷共混物熔体流变特性与结晶行为

研究了高密度聚乙烯(HDFE)/高分子量聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混物熔体在不同温度和不同剪切速率下的表观粘度以及共混物的结晶行为,讨论了共混物熔点、结晶度及晶格参数。认为HDPE和PDMS有相互缠结现象。加入5wt％PDMS,HDPE的结晶度从66％下降为54％,230°C剪切速率为1200s~(-1)时的熔体表观粘度降低44％。     

HDPE/SiO2杂化材料的结晶行为

通过熔融接枝反应将乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)接枝到高密度聚乙烯(HDPE)分子链上,以四乙氧基硅烷(TEOS)为前驱体,加入接枝的HDPE中,通过溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了HDPE/SiO2杂化材料。采用DSC分析,研究了SiO2对HDPE结晶行为的影响。结果表明,SiO2在HDPE中起到异相成核的作用,使HDPE的结晶温度提高、微晶尺寸分布减小。随降温速率增大,结晶峰变宽,结晶温度Tp向低温方向移动。非等温结晶动力学研究表明,在冷却速率范围5℃/min~20℃/min内,杂化材料异相成核,近似一维生长。     

成核剂对聚丙烯结晶形态及冲击断裂行为的影响

对加入有效成核剂（加入量为0．1－2．0％）的聚丙烯材料进行了缺口冲击实验，发现其冲击强度在成核剂加入量0．4％处出现极大值，通过测定其结晶度和球晶尺寸的变化发现，当有效成核剂加入量小于0．4％时，随加入量增大，球晶尺寸呈下降趋势，结晶度呈上升趋势；当前有效成核剂加入量大于0．4％时，随加入量增大，球晶尺寸的下降趋势变小且逐渐趋于稳定，而结晶度仍呈上升趋势，另一方面，通过断口观察和分析发现，其断面形态特征参量－扩展区的断面分形维数值成核剂加入量的变化与结晶形态和冲击强度的变化相对应，即在成核剂0．4％加入量处出现极大值，实验结果分析表明，通过加入某种有效成核剂对PP共混，其结晶形态的变化与其冲击强度的变化相对应，并且这种对应关系通过断面特征形态尺寸的变化反映出来。     

改性石墨烯的制备及对石墨烯/HDPE非等温结晶动力学的影响

为了研究改性石墨烯(MGN)对高密度聚乙烯(HDPE)结晶行为的影响, 采用化学氧化还原法制备出石墨烯(GN)和MGN, 并用熔融共混法制备出GN/HDPE和MGN/HDPE 复合材料。采用红外光谱仪和差示扫描量热仪对GN和MGN的结构及复合材料的结晶行为做了测试, 并用莫氏方程对复合材料进行了非等温结晶动力学研究。红外光谱结果表明硬脂酸分子已成功接枝在GN上; 差示扫描热分析结果表明MGN对HDPE结晶行为的抑制程度比GN更明显。      

调控分子链制备的双峰聚乙烯的结晶行为及晶体结构

采用熔融共混的方法将高密度聚乙烯(HDPE)5000S与自制的分子链调控聚乙烯(CMPE)共混制备得到了一系列分子量分布(MWD)不同的双峰聚乙烯(BPE)共混物。对共混物进行普通DSC、连续自成核退火热分级技术(SSA)、等温结晶等一系列测试。结果表明,CMPE的加入有利于提高5000S的结晶能力,能加快其结晶速度,并在一定程度上完善其晶体结构。同时在CMPE含量适当时,共混物厚晶片的厚度和厚晶片含量不会发生显著的降低。     

有机磷类成核剂作用下聚丙烯结晶行为及其力学性能

研究了含有不同含量成核剂的聚丙烯的结晶行为对其力学性能的影响．结果表明，当成核剂含量从0增至0．8％(质量)时，树脂的拉伸强度和弯曲强度提高了15％，弯曲模量增加了35％，结晶温度提高了10℃，由非线性Volterra积分方程得到的成核密度提高了10^4倍，而且成核聚丙烯的成核密度与其材料的力学性能之间存在着线性关系，即随着成核密度的增大，材料的拉伸和弯曲性能呈线性的增大．     

PP／GF／HDPE复合物的结晶行为和性能研究

用差示扫描量热(DSC)法研究PP/GF/HDPE复合物熔融试样的冷却过程,同时采用偏光显微镜技术观察复合物的形态结构。试验表明PP/GF/HDPE复合物的结晶峰温度升高8～9℃,结晶起始斜率变大,球晶几何尺寸明显减小,复合物中的玻璃纤维(GF)起到异相成核作用,高密度聚乙烯(HDPE)对聚丙烯(PP)有增塑作用并对异相成核具有协同效应。     

成核剂对PET结晶行为的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PET及添加成核剂后PET的非等温结晶过程,选用7种成核剂和4种复合成核剂进行了实验对比研究.结果表明添加任何一种成核剂后PET体系的结晶峰温移向高温,半结晶时间缩短,结晶速率常数增大,结晶度提高.其中有机类成核剂对PET结晶改善效果较无机类显著,但结晶效果最好的是成核机理为化学成核的高分子类成核剂和复合成核剂.本文还采用了热台偏光显微镜(POM)对PET晶体形貌进行了研究,发现添加有机成核剂后晶体细微而且密集.     

聚乙烯共混体系中的共结晶行为及对性能的影响

选用HDPE和LLDPE为原料进行熔融共混,通过差示扫描量热(DSC)测试、连续自成核退火(SSA)热分级法探究线型与支化聚乙烯分子的共结晶行为,尤其是采用SSA热分级法剖析了形成共晶的分子链的结构特征,并在此基础上研究共结晶对共混物力学性能的影响。DSC结果表明,HDPE与LLDPE具有较好的相容性且HDPE在共混物结晶过程中具有成核作用。SSA测试显示,HDPE/LLDPE共混物的结晶行为依赖于LLDPE组分的支链分布,只有当LLDPE的亚甲基序列长度与HDPE的链段相互匹配时才会形成共晶。共混物的屈服强度与共混体系的结晶度以及晶片厚度有关。屈服强度与自然拉伸比均随LLDPE质量分数的增加而减小。     

成核剂对PB-TPE结晶行为和力学性能的影响

考察了Mult-920成核剂对聚丁烯-1热塑性弹性体(PB-TPE)物理力学性能的影响,并借助于偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)对PB-TPE的结晶形态和结晶行为进行了研究。结果表明,随着成核剂用量的增加,PB-TPE的晶体形态呈均一化,晶粒细化且数目增多;成核剂的加入导致了PB-TPE结晶温度和结晶度的提高;在自制的PB-TPE中添加1质量份数的Mult-920时,能获得最佳的力学性能。此外,通过添加1质量份数成核剂,PB-TPE的拉伸性能稳定时间由原来的10d左右缩短到4d～5d左右,表明该成核剂确实能加快晶型Ⅱ转变为晶型I的速率。     

剪切场下少量碳纳米管对HDPE结晶结构和性能的影响

通过动态保压注塑成型装置研究剪切场下少量多壁碳纳米管(MWCNTs)对高密度聚乙烯(HDPE)的结晶结构和性能的影响。拉伸测试结果表明,普通注塑成型下MWCNTs含量为1.8%的HDPE/MWCNTs与纯HDPE相比,拉伸强度从28MPa增加到30MPa,冲击强度由22 kJ/m2提高至29 kJ/m2;而剪切场下成型的HDPE和HDPE/MWCNTs样品,其拉伸强度分别达到49MPa和63MPa,同时冲击强度分别为54kJ/m2和69kJ/m2。微观扫描分析显示,普通成型下的HDPE和HDPE/MWCNTs制品内部均呈现出无序的结晶结构,而剪切场下成型的制品内部结晶排列规整,均有串晶状的结晶结构产生。尤其在HDPE/MWCNTs制品中,发现了片晶附生于MWCNTs表面而形成杂化的串晶结构。以上的结果表明,在剪切场下MWCNTs可以明显影响HDPE的结晶和力学性能。     

成核剂对聚甲醛结晶与力学性能的影响

利用差热分析(DSC)、偏光显微镜、广角X射线衍射及力学性能测试考察了成核剂A对聚甲醛(POM)结晶结构与力学性能的影响。研究结果表明：加入成核剂后，聚甲醛球晶细化，晶粒数目增多，熔点降低，但晶型保持不变，仍为六方晶系的结晶；随着成核剂A加入量的增加，POMl(云天化M90)的球晶尺寸避渐减小，晶粒数目避渐增多，当成核剂A的加入量为0．8％时，球晶尺寸减至最小，此时POMl的缺口冲击强度出现极大值，由纯POMl的6．5kJ／m^2增加到7．2kJ／m^2。     

HDPE/LDPE共混物超临界CO_2挤出发泡成核剂的优选

以高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)按7∶3质量比的熔融共混物为原料,超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,通过挤出发泡的方法制备聚乙烯共混物的泡沫材料。系统研究了不同种类成核剂以及复合成核剂的成核效果。结果表明,成核剂的加入使流变性能变优,CO_2的溶解度上升,结晶温度上升。且1.0%(质量分数,下同)滑石粉和1.0%聚乙酸乙烯酯(PVAc)的复合成核剂发泡效果最佳,制备的聚乙烯共混物泡沫材料平均孔径可达254μm,孔密度6.60×104cells/cm3,发泡倍率6.02。     

HDPE材料冷却过程的结晶动力学模型及其微分方程

根据高密度聚乙烯(HDPE)高聚物冷却时结晶和晶体分解两种动力学趋势相互竞争的观点,建立了HDPE材料冷却结晶的物理模型,引入了结晶过程中的物质结构参数概念。从模型推导出了描述该结晶过程的微分方程,并将其转换成熟知的Ricatti方程来求得解析解。模型中参数可以由实验来确定,方程中的温度变化本身是时间的一般函数,故在应用中可以不必区分结晶系统是否等温。     

气体辅助注射成型高密度聚乙烯的结晶形态

通过扫描电镜(SEM)观察了气体辅助注射成型(GAIM)和常规注射成型(CIM)高密度聚乙烯(HDPE)的结晶形态,发现CIM试样为区分不明显的皮芯结构,而GAIM试样形成了包括球晶、串晶和取向片晶的多层结构.且GAIM试样球晶尺寸显著小于CIM制品.在结晶形态分析的基础上,初步探讨了气体辅助注射成型制品结晶形态的形成机理.     

一种酰胺类成核剂对聚乳酸结晶行为的影响

通过自主设计合成一种含酰胺结构的新型成核剂——1,6-二苯基己烷基脲(NA6),并利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了NA6成核剂(1~8wt%)对聚乳酸(PLLA)结晶行为的影响。结果表明,随着NA6成核剂含量的增加,PLLA的结晶温度由93.8℃提高到118.6℃,结晶度由12.0%提高到65.5%;130℃时的等温结晶速率提高到0.56min-1,是纯PLLA的14.5倍。此外,NA6成核剂可显著减小PLLA的球晶尺寸,且随着成核剂含量的提高成核效果愈加明显。