等规聚丙烯及其共混物剪切诱导结晶的研究

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聚合物剪切诱导结晶一直是聚合物结晶领域的热点研究方向之一。剪切作用能够使聚合物形成一种柱晶结构(shish-kebab structure or cylindrite)。但是这种柱晶结构的形成机理却一直处于争议之中。   本论文主要使用剪切热台、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和小角激光光散射仪(SALS)等实验手段,研究了等规聚丙烯及其共混物的剪切诱导结晶。利用光学显微镜观察到,纯的等规聚丙烯在低剪切速率下就可以生成柱晶结构。利用SEM更细致地研究了柱晶的shish和kebab结构。Shish核的宽度大概为1-2μm,这远远大于分子链的旋转半径(20-30nm)。同时低剪切速率不能打破聚合物熔体中的网状缠结链结构而发生解缠结。这说明柱晶的shish核是由网状缠结分子链结构拉伸取向形成的。在研究等规聚丙烯(iPP)与乙烯/辛烯共聚物(PEOc)共混物体系的过程中,讨论了剪切速率、剪切时间、剪切温度以及共混物组成等因素对柱晶形成和形貌变化的影响。实验过程中还发现了三种不同类型的柱晶结构。这一系列的研究结果进一步证明了我们提出的新的柱晶成核机理:剪切作用不能够破坏高聚物的网状缠结结构,而是将这种网状缠结结构拉伸取向,形成伸展的网状缠结的分子链束,最终形成shish结构。之后,其它的分子链在shish的基础上垂直于剪切方向折叠生长形成kebab。
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