茂金属间规聚苯乙烯结晶行为和结构性质的研究

间规聚苯乙烯（sPS）作为一种新型的工程塑料，结晶速度快，多晶型问题非常复杂。本工作主要利用多种测试分析手段对sPS的晶体结构，结晶行为进行了较系统的研究。系统地研究了温度与sPS各种晶型生成的对应关系，发现由α'型向α"型转变发生在一较窄的温度区间，有一个随温度突变的过程，并且与α'型晶体相比，α"型晶体的晶胞较小，晶体堆砌更为紧密。根据WAXD理论和多峰分解法，推导出各晶型的结晶度计算公式。依据WAXD衍射分析推知冷结晶温度高于230 ℃时有少量β型晶体生成。利用红外定量分析证实了sPS等温熔体结晶时，随结晶温度的升高，α型晶体成分迅速减少，β型成分急剧增加，晶型转分发生在较窄温度区间内。应用DSC分析采用多种方法系统地研究了sPS的结晶动力学。在等温熔体结晶过程中，温度较低时为二维圆盘状生长，结晶较快，存在二次结晶现象；结晶温度较高时为一维纤维状生长，结晶速度较慢，没有二次结晶发生；结晶温度处在二者中间范围为二维圆盘状和一维纤维状混合生长。同时发现在239 ℃处发生了结晶方式由方式II向方式III的转变，据此计算出sPS各结晶动力学参数，比较折叠链功（q）sPS与iPS非常接近，说明二者分子链刚性相当。在等温冷结晶过程中，没有二次结晶发生，晶体的生长方式不随结晶温度的变化而变化。在非等温熔体结晶过程中，慢速降温二次结晶不出现，降温速率越快，二次结晶出现越早。在非等温冷结晶过程中，升温速率适中才会出现二次结晶。用我们组建立的方法可很好地描述sPS的非等温结晶行为。