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聚羟基丁酸酯结晶动力学及结晶形态的研究

作　者: 管明章
导　师: 李海东
学　校: 长春工业大学
专　业: 材料学
关键词: 聚羟基丁酸酯结晶动力学环带球晶
分类号: O632.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要

高聚物结晶动力学是研究不同条件下结晶度或相对结晶度随时间变化规律的科学。它不仅为掌握材料的结晶性能,获取预期的凝聚态结构提供依据,也为探求结晶性高分子材料的最佳成型工艺奠定理论基础。本论文对可生物降解脂肪族聚羟基丁酸酯(PHB)的结晶动力学及结晶形态进行了详细的研究。首先,利用示差扫描量热仪(DSC)对聚羟基丁酸酯(PHB)的等温与非等温结晶动力学进行了研究。根据Avrami方程分析了聚羟基丁酸酯(PHB)的等温结晶动力学,结果表明Avrami指数n≈2,从而表明了PHB以异相成核的二维平面球晶方式生长,并发现随着结晶温度的降低,其t1/2、tmax的值均减小,然而其结晶速率却增大。其次采用Jeziorny法和莫志深法分析了PHB的非等温结晶动力学,结果表明Avrami指数n≈3,从而表明了PHB以异相成核的三维球晶方式生长。发现随着聚羟基丁酸酯(PHB)的降温速率的下降,PHB的整个结晶过程所需的时间变长,相对结晶度也降低,同时发现在PHB的结晶后期,存在着较缓慢的次级结晶,表明次级结晶的出现是过冷度的影响。同时采用DSC测试了PHB的结晶温度(Tc)和熔融温度(Tm)；最后采用偏光显微镜(POM)探讨了PHB结晶温度及结晶时间对其结晶形态的影响,发现PHB在高于100℃等温结晶条件下易形成环带球晶,而且环带间距随着结晶温度的升高而减小。且在低温下形成的球晶中的晶核数目明显比高温多。不同的等温结晶时间只能够改变PHB晶体的尺寸大小,并没有改变其结晶形态。还发现PHB环带球晶亮的环带中出现了裂缝,移去起偏器和检偏器明显看到裂缝仍然存在但并没有观察到环带,这表明环带是片晶沿晶轴方向作周期性扭曲的结果,不是由于PHB球晶台阶式生长或螺旋式生长的结果。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章文献综述  7-21
  1.1 可生物降解高分子的概述  7-8
  1.2 聚羟基丁酸酯性质及应用  8
  1.3 聚羟基丁酸酯的合成方法  8-9
  1.4 聚合物结晶动力学的研究概况  9-10
  1.5 聚合物结晶动力学模型的研究  10-15
  1.6 聚合物的结晶形态  15-17
  1.7 高聚物的晶态结构模型  17-18
  1.8 高聚物环带球晶的研究进展  18-19
  1.9 环带球晶的理论模型及形成机理  19-20
  1.10 本论文的研究意义与研究内容  20-21
第二章聚羟基丁酸酯(PHB)结晶动力学的研究  21-30
  2.1 前言  21
  2.2 实验部分  21-22
  2.3 结果与讨论  22-30
第三章聚羟基丁酸酯(PHB)结晶形态的研究  30-39
  3.1 前言  30
  3.2 实验部分  30-31
  3.3 性能测试  31
  3.4 实验结果与讨论  31-32
  3.5 温度对PHB球晶结晶形态的影响  32-36
  3.6 等温结晶时间对结晶形态的影响  36-37
  3.7 PHB环带球晶的生长机理  37-39
结论  39-40
致谢  40-41
参考文献  41-45
作者简介  45
攻读硕士学位期间研究成果  45-46

聚羟基丁酸酯结晶动力学及结晶形态的研究

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