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成核剂对PBT结晶行为的影响

作　者: 穆兴文
导　师: 李桂娟
学　校: 长春工业大学
专　业: 材料学
关键词: DBS YS-688 PTT/PBT共混物 非等温结晶 结晶动力学
分类号: TQ323.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


聚合物材料实际加工过程常常是在非等温条件下进行,加工过程的结晶行为与产品的质量密切相关,因此,非等温结晶动力学的研究具有较大的实际意义。结晶性聚合物的结晶过程是聚合物成型加工过程中的一个重要现象,它直接影响着材料的使用性能,因此,研究聚合物结晶过程的各种参数及了解其影响条件,可为合适配方的选择和加工成型条件优化等提供必要的科学依据。非等温结晶过程是指在变化的温度场下的结晶过程,与等温法相比,非等温结晶更接近实际生产,在实验上较容易实现,理论上可获得更多信息。因为聚合物材料实际加工过程,如挤出、模压、吹塑等,常常是在动态、非等温条件下进行,为了选择合适的加工条件,制备性能良好的材料,研究聚合物非等温结晶动力学过程日益受到重视。用广角X-射线衍射(WAXD)偏光显微镜(PLM)观察了DBS, YS-688对PBT结晶行为和结晶形态的影响。结果表明：DBS, YS-688的加入并没有改变PBT的晶型,且和PBT单独结晶,没有共结晶现象。但是DBS, YS-688对PBT具有异相成核作用,促进了PBT的结晶,使晶体数量增加,晶体尺寸减小。用修正的Avrami, Mo法,Kissinger宏观动力学模型描述了DBS/PBT共混物的非等温熔融结晶过程,研究结果表明,修正的Avrami模型能很好地描述DBS/PBT共混物非等温结晶过程.从Mo法结晶动力学参数可以看出,冷却速率和聚合物的组成影响共混物的结晶。F(T)随着结晶度的增加而增加,表明在单位时间里达到某一相对结晶度所需的冷却速率增加,DBS/PBT共混物的结晶速率比纯PBT的结晶速率快。在DBS含量为0.5%时共混物的结晶速率最快。Kissinger模型表明DBS/PBT共混物的结晶活化能比纯PBT的结晶活化能低,DBS含量0.5%的DBS/PBT共混物体系的结晶活化能最低。修正的Avrami方程可以很好的描述YS-688/PBT共混体系的非等温结晶过程。Mo法分析可知F(T)随结晶度的增加而增大,表明在单位结晶时间里达到一定的结晶度所需的结晶速率在增加,也可以看出达到相同的结晶度,加入成核剂YS-688的体系所需的降温速率都小于纯PBT,其中YS-688含量为0.5%时所需的降温速率最小；Jezrony分析表明：YS-688/PBT共混物的非等温结晶速率常数Zc随降温速率的提高而增大,表明共混物的结晶速率随着降温速率的提高而增大。其中YS-688含量为0.5%时的Zc值最大,表明该体系的结晶速率最快。Friedman法分析表明,随着相当熔融转化率的升高,ΔE值升高。采用DSC方法,用修正的Avrami, Ozawa, Mo法,Kissinger宏观动力学模型描述了PTT/PBT共混物的非等温熔融结晶过程,研究结果表明,修正的Avrami模型能很好地描述PTT/PBT共混物非等温结晶过程.冷却速率在5-20℃/min范围内,Ozawa方程能很好地描述PTT/PBT共混物初期结晶过程,但结晶后期由于忽略次级结晶而不适宜。由Kissinger结晶动力学参数可知,在非等温结晶条件下,共混物结晶同时受到冷却速率和共混物组成的影响,结晶动力学常数k随着冷却速率的增加而增大,说明当冷却速率增大时PTT、PBT和PTT/PBT共混样品的结晶速率都加快。结晶动力学活化能参数与共混物等温结晶过程的分析结果基本一致,PTT/PBT共混体系的结晶活化能高于PTT、PBT的结晶活化能。

全文目录


摘要  2-4
Abstract  4-9
第一章 文献综述  9-27
  1.1 聚对苯二甲酸丁二醇酯  9-16
    1.1.1 PBT的起源  9
    1.1.2 PBT的生产工艺  9-10
    1.1.3 PBT的性质  10
    1.1.4 PBT共混改性  10-14
    1.1.5 PBT和阻燃剂  14-15
    1.1.6 PBT和水  15
    1.1.7 PBT的应用  15
    1.1.8 中国PBT的发展与前景  15-16
  1.2 成核剂简介  16-21
    1.2.1 成核剂的类别及性能  16-18
    1.2.3 成核剂的性能比较  18-19
    1.2.4 山梨醇类成核剂的合成方法  19-20
    1.2.5 山梨醇类成核剂的开发现状  20-21
  1.3 高分子结晶的宏观动力学模型  21-24
    1.3.1 聚合物等温结晶动力学方程  21-22
    1.3.2 聚合物非等温结晶动力学方程  22-24
  1.4 聚合物的晶态结构模型  24-27
    1.4.1 缨状微束模型  25
    1.4.2 折叠链模型  25-26
    1.4.3 插线板模型  26-27
第二章 DBS,YS-688对PBT结晶行为和结晶形态的影响  27-34
  2.1 前言  27
  2.2 实验部分  27-28
    2.2.1 样品及试剂  27
    2.2.2 样品制备  27-28
    2.2.3 样品测试  28
  2.3 结果与讨论  28-33
    2.3.1 X-射线衍射(WAXD)分析  28-31
    2.3.2 偏光显微镜(PLM)分析  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 DBS/PBT共混体系非等温结晶动力学研究  34-46
  3.1 前言  34
  3.2 实验部分  34-35
    3.2.1 试剂与仪器  34-35
    3.2.2 实验过程  35
  3.3 结果与讨论  35-44
    3.3.1 非等温熔融结晶行为  35-40
    3.3.2 Avrami分析  40-42
    3.3.3 Mo法分析  42-44
    3.3.4 Kissinger分析  44
  3.4 本章小结  44-46
第四章 YS-688/PBT共混物非等温结晶动力学研究  46-57
  4.1 前言  46
  4.2 实验部分  46-47
    4.2.1 试剂与仪器  46
    4.2.2 实验过程  46-47
  4.3 结果与讨论  47-56
    4.3.1 非等温熔融结晶行为  47-52
    4.3.2 Jezrony分析  52-54
    4.3.3 Mo分析  54-55
    4.3.4 Friedman分析  55-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 PTT/PBT共混物非等温结晶动力学研究  57-67
  5.1 前言  57-58
  5.2 实验部分  58
    5.2.1 样品及试剂  58
    5.2.2 样品制备  58
    5.2.3 差示扫描量热分析(DSC)  58
  5.3. 结果与讨论  58-66
    5.3.1 非等温结晶行为  58-60
    5.3.2 非等温熔融结晶动力学  60-66
  5.4 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士期间研究成果  71-74
作者简介  74

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 聚酯树脂及塑料
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