剪切场下聚乳酸结晶行为研究

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如何在加工过程实现从熔体到晶态结构的控制,建立聚合物结晶过程—凝聚态结构—制品之间的关系,实现集合物在成型加工过程中的结构调控,以及其熔体结晶过程至晶态形成及结构中的高分子物理问题已引起高分子科学工作者日益重视。本文以聚乳酸为研究对象,利用带Linkam剪切热台的偏光显微镜,WAXD,DSC和IR系统考察了剪切模式,剪切速率,剪切应变,剪切时间,剪切温度以及加工条件和填料粒子对聚乳酸聚集态形态和结构的影响。 研究表明:匀速剪切场下,剪切温度,剪切速率和降温速率是影响PLLA结构的主要因素。在一定温度条件下,发现存在改变PLLA形貌的临界剪切速率(5s—1)。在一定剪切条件下,发现存在改变结晶形貌的临界温度(120℃)。对于非等温结晶而言,降温速率和剪切速率是影响PLLA形态和结晶度的主要因素。 振动剪切场下,剪切应变和剪切时间是影响PLLA结构的主要因素。一定结晶温度和振动频率条件下,改变结晶形貌的临界应变为100%。振动剪切增加了晶体密度,缩短了结晶诱导期。 动态保压注射成型过程有效地提高了样品的拉伸强度和弹性模量;振动应力场的引入,有效地提高了制品的取向度和结晶度;在相同的加工振动注射条件下,温度是影响取向和结晶度的重要因素。 微晶纤维素(MCC),空心玻璃微珠(HGB)和云母对PLLA均有一定的成核能力,其中云母的成核能力最好。剪切场下,云母的加入缩短了PLLA的结晶诱导时间,增加了分子链受到的应力,从而更有利于纤维晶的形成。
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