聚乙烯在氧化铝模板中的结晶与取向行为

用多孔阳极氧化铝(AAO)模板制备了直径为200nm的聚乙烯(PE)纳米纤维,并用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(PLM)和X-射线衍射(XRD)方法研究了PE在二维圆柱状受限条件下的结晶与取向行为.FTIR研究表明,由于模板的限制作用,PE纳米纤维的结晶度低于本体.同时,PE纳米纤维晶体的b轴平行于模板孔洞的方向取向,而a轴垂直于孔洞的方向取向.XRD结果进一步证明,在纳米孔洞中PE晶体的b轴平行于纳米孔洞方向.PLM结果表明,在结晶过程中,晶体主要是在模板与本体的界面处成核,然后晶体呈发散状向本体和纳米纤维中竞争生长.由于PE晶体的b轴是其生长速率最快的方向,在本体中形成典型的环带球晶形貌;而在二维圆柱受限条件下,只有沿孔洞方向生长的晶体才能增长,而其它生长方向则受到抑制,造成PE晶体的b轴沿孔洞方向优先取向.