链解缠结后聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶行为研究

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一般的高分子非晶态是线团相互穿透的多链凝聚态,是分子固体中非常独特的一种分子凝聚态,高分子链的缠结是聚合物凝聚态的重要特征之一。缠结是指高分子链之间形成物理交联点,构成网络结构。从分子运动角度分析,当缠结点密度较大,缠结点之间的链节长度小于链段时,就会限制分子链的内旋转,影响链段的运动,也使分子链的运动受到羁绊和限制,因此缠结对链的构象调整以及链单元的规整排列,进而对聚合物的结晶行为势必要产生影响。   本文采用冷冻萃取法从不同浓度、不同性能溶剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)溶液中制备解缠结的PET试样,考察解缠结对PET的有序结构以及结晶能力产生的影响。本实验结果显示从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)溶液中冷冻萃取制备的PET试样已不再是完全非晶态的,而是含有了一定程度的有序结构,与链相互穿透且缠结的熔体骤冷试样相比,解缠结PET试样的结晶能力明显增强。经热处理后,解缠结PET试样有着更高的结晶度。   高分子在稀溶液中的状态(形态、解缠结程度等)通过冷冻萃取被保留下来,制备得到的解缠结PET试样,其有序结构的含量随制样溶液的浓度以及溶剂性能而改变。随着制样溶液浓度的降低,链间解缠结程度增加,PET的结晶能力增强,有序结构含量增加,但是如果浓度太低,溶液中链间距离太大,则又不利于萃取过程中链间的有序堆砌而结晶。同时有序结构的形成也受到制样所用溶剂性能的影响。在制样溶液浓度都低于接触浓度C*时,良溶剂中由于链解缠结程度较高,所制备的PET中有序结构含量相对较高;而在浓度高于接触浓度C*的溶液中,分子链已经相互接触、穿透、缠结,这时溶剂能力差时,线团尺寸小,穿透和缠结程度也就要小一些,因此所制备的PET中有序结构含量要高一些。冷冻萃取制得的试样已部分结晶,且非晶区已不再是完全无序,而是介于有序与无序之间,处于亚稳态,经热处理,这种非晶区比完全无序的非晶区更易于转变成有序结构,结晶能力明显增强。
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