聚合物结晶过程及形态结构的研究

聚合物结晶过程是高分子科学中的一个重要研究方向。本论文在系统研究几种聚合物结晶过程及形态结构的基础上，通过寻求合适的解析聚合物结晶动力学参数的方法，为聚合物结晶动力学的表征和加工工艺设计提供科学依据。采用偏光显微镜（POM）研究了尼龙1212（Nylon 1212）、聚丁二酸丁二醇酷（PBS）及其与己二酸的共聚物（PBS／A）的等温结晶过程。发现碰撞前后球晶的生长速率不变，而在结晶后期球晶生长速率逐渐减慢。PBS／A环带球晶生长过程中球晶半径和结晶时间并非完全的线性关系，而是在直线两侧周期性地摆动。首次非常清晰地观察到PBS结晶后期弱区中新球晶的成核和生长。采用非等温方法在较低的降温速率下获得的聚合物球晶生长速率与等温方法得到的结果有可比性。在计算Nyton1212平衡热力学参数的基础上，采用L-H二次成核理论对N贝on1212的结晶行为进行分析，发现区域I→II和II-III转变分别发生在179Oc和159OC。随着结晶温度的降低，Nylon1212的结晶形态分别为轴状结构晶体、环带球晶和非环带球晶。广角X射线衍射（WAXD）研究表明，PBS和PBS／A具有相同的晶体结构。与PBS相比，PBS／A的结晶度和结晶速率下降。PBS和PBS／A均出现了区域n一Hl的转变，分别发生在％。C和75OC。随着结晶温度的降低，PBS和PBS／A的结晶形态分别为轴状结构晶体、非环带球晶和环带球晶。与PBS相比，PBS／A形成的环带球晶更规整。采用示差扫描量热法（DSC）研究了Nylon 1212、PBS、PBS／A和间规1，2聚丁二烯（st-1，2PB）的本体结晶动力学。发现采用序列一并列Avrami方程能较好地描述Nylon1212的等温结晶全过程。采用不同方法对st-1，2PB的非等温结晶动力学进行研究，发现由Jeziony方法和ozawa方法分析很难得到可靠的动力学参数，而根据莫志深等提出的新方法可较好地进行描述。采用Vyazovkin方法计算了Nylon 1212、st-1，2PB、PBS和PBS／A的非等温结晶活化能，均发现结晶活化能随相对结晶度的升高而升高。初步研究了结晶条件和扫描速率对Nylon 1212、st-1，2PB、PBs和PBs／A熔融行为的影响，并根据Hoffinan-Weeks方法求得了几种聚合物的平衡熔融温度。