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高分子多组分体系及高分子溶液流变、结晶性能的研究

作　者: 孙伟华
导　师: 刘结平
学　校: 淮北师范大学
专　业: 高分子物理与化学
关键词: 多组分体系聚3-羟基丁酸酯聚丁二酸乙二醇酯聚乙二醇十六烷醚流变行为
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

溶液共混方法制备生物可降解的聚3-羟基丁酸酯(PHB)和聚丁二酸乙二醇酯(PES)的共混物,运用差示扫描量热仪、流变仪和偏光显微镜等实验设备对其进行表征,研究PHB和PES的相容性、相行为和结晶行为。研究发现共混体系有两个玻璃化转变温度,PHB的熔融温度随含量的减少而降低,表明该共混体系是部分相容的。偏光显微镜下共混物的球晶形态也支持这个结论。DSC热分析结果显示,溶液共混的PHB/PES共混体系是均相的,在固化过程中发生相分离。根据结晶温度和组成的不同,PHB和PES可以同时结晶或者分步结晶。PHB的球晶生长速率随着PES组分的增加而增加。讨论了部分相容聚合物共混物中,组分对球晶生长速率的影响。通过流变温度扫描实验,50/50体系存在两个相转变温度:85、135℃。实验同时证明,PHB对共混体系G’的影响非常显著,这说明PHB是决定共混物力学性能的主要成分通过HAAKE MARS错误!未找到引用源。Rheometer RheoWin MARS2流变仪研究了通过末端接枝溴代十六烷疏水改性的聚乙二醇(PEG)水溶液的流变性能。动态频率扫描实验结果表明聚合物的粘度随着浓度的增加缓慢上升,当浓度达到一定值时,聚合物的粘度发生突变,即达到临界聚集浓度(CAC)。在不同温度下,相同浓度的聚合物其粘度不同,且随温度的升高CAC值相应降低,这是因为温度升高时,溶液的有效体积增加,增强了亲水和疏水基之间的作用力,从而有利于粒子的团聚从而形成胶束或者胶团。文中,温度低于70℃,CAC为150g/l。当CAC>150g/l,温度高于70℃,溶液从开始的剪切增稠变剪切变稀,这种质的突变,我们推测是由于分子链之间的作用力发生了改变,从而改变了其流变力学性能。通过差示扫描量热仪对不同分子量的聚氧乙烯(PEO)的等温和非等温结晶动力学进行了研究。用Avrami方程对等温结晶的实验数据进行了量化分析,研究结果表明:在等温结晶时,随着PEO的分子量增大,结晶速率常数Z减小;同时,随着结晶温度的升高, PEO的结晶速率常数Z也减小,半结晶时间t1/2延长。n值小于4,表明PEO样品等温结晶时倾向于异相成核,以球晶形态三维生长。此外,n值不为整数,可能是由于大分子从熔融状态进行结晶时,分子链不可能像小分子结晶一样产生大规模的扩散和调整,再加上分子链之间的缠结,晶体的生长维数不可能正好是整数。另外在某一等温结晶过程中,可能同时存在不同的结晶机理,此时的n值只有平均和统计意义。同时,本文利用莫志深等人的研究的新方法分析了非等温结晶数据,相同结晶速率下,分子量越大,越不容易结晶。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-41
  1.1 本论文的研究意义  10-11
  1.2 聚合物流变学的发展原理及应用  11-22
  1.3 聚合物共混体系流变行为的研究进展  22-28
  1.4 基于高分子基水溶性聚合物溶液流变学的研究  28-29
  1.5 聚合物结晶动力学  29-33
  参考文献  33-41
第二章实验  41-44
  2.1 样品的制备  41-42
  2.2 差示扫描量热仪DSC  42
  2.3 HAKKE 流变仪  42-43
  2.4 偏光显微镜  43
  2.5 核磁共振仪  43-44
第三章溶液共混的 PHB  44-56
  3.1 引言  44-45
  3.2 PHB/PES 共混体系的结晶动力学和相行为  45-48
  3.3 流变测量  48-49
  3.4 PHB/PES 共混体系的结晶形态观察  49-52
  3.5 本章小结  52-53
  参考文献  53-56
第四章聚乙二醇十六烷醚的合成、表征及流变性质的研究  56-65
  4.1 引言  56-57
  4.2 样品的合成制备  57
  4.3 产品的表征  57-58
  4.4 不同浓度的溶液的流变学测量  58-63
  4.5 本章小结  63
  参考文献  63-65
第五章分子量对 PEO 薄膜结晶的影响  65-75
  5.1 引言  65-66
  5.2 不同分子量的PEO 的非等温等温熔融结晶行为  66-69
  5.3 不同分子量的PEO 的等温熔融结晶行为  69-72
  5.4 本章小结  72-73
  参考文献  73-75
第六章结论和前景展望  75-76
硕士期间已发表学术论文  76-77
致谢  77

高分子多组分体系及高分子溶液流变、结晶性能的研究

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