聚合物结晶行为影响因素的研究.pdf

№. 5 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　陕西科技大学学报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　Oct . 2008 　　　　　　J OU RN AL O F SHAAN XI UN IV ER SIT Y O F SCIEN CE T EC HN OL O GY 　　　　　Vol . 26 ·76 · ( ) 　文章编号 2008 聚合物结晶行为影响因素的研究 王 　路 (宝鸡职业技术学院基础部 , 陕西 宝鸡 　72 10 13) ( ) 摘 　要 :分析了填料 无机粒子 、纳米粒子和成核剂 及加工处理条件对聚合物结晶行为的影 响 ,并概述了溶剂和蒸汽诱导结晶的相关理论. 关键词 :结晶性能 ; 纳米粒子 ; 成核剂 ; 活化能 中图分类号 :O63 1. 1+ 3 　　　　　　文献标识码 :A 0 　引言 近年来 , 国内外对聚合物结晶性的影响因素做了多方面的研究[ 1 ] , 目前的研究主要集中于填料 、聚合 ( ) 物的加工处理 熔融时间和熔融温度 、结晶温度 、剪切条件等 ,并提出了溶剂诱导和蒸汽诱导结晶等相关 理论. 本文报道了近年来该领域的研究进展 , 以便更全面系统的了解影响聚合物结晶性的因素. 1 　填料对聚合物结晶行为的影响 1. 1 　无机粒子 经研究发现 ,加入少量无机粒子的聚合物熔体在冷却时容易形成晶核 ,对聚合物的结晶加速作用最 大 ,结晶速度最快 ;随着无机粒子添加量的增多 ,聚合物结晶速度相应降低 ,但仍比纯聚合物的结晶速度 快 ,其原因是 :一方面无机粒子与聚合物分子链之间的相互作用限制了聚合物分子链的运动 ,使参与结晶 的分子链减少 ,导致聚合物结晶度降低 ;另一方面无机粒子作为成核剂可以使晶体结构完善[ 1 ,2 ] . 无机粒 子晶须加入到聚合物中起了异相成核的作用 ,使复合材料的结晶温度升高 ,结晶度也有所提高[3 ] . 炭纤维 、 石棉纤维 、金属氧化物以及碳酸钙 、滑石粉 、云母等都可以改变聚合物的结晶行为 ,使聚合物在其表面上异 [4 ] 相成核而结晶 . 1. 2 　纳米粒子 聚合物中加入纳米粒子 ,其结晶活化能随纳米粒子含量的增加而增加 ,但增加到一定程度后 ,聚合物 结晶活化能的数值又开始缓慢下降. 纳米粒子含量较低时 ,球晶生长占主导地位 , 纳米粒子与聚合物基体 间的强界面相互作用阻碍了聚合物结晶生长所需链段的运动 ,结晶活化能随纳米粒子含量的增加而升高 ; 当纳米粒子含量增加到一定程度后 ,成核机制占据了主导地位 ,当纳米粒子含量继续增加时结晶活化能又 会降低[ 5 ] . 聚合物有机片层纳米粒子复合材料也可降低聚合物的结晶活化能 ,复合材料降低的那部分结 晶活化能是由有机纳米粒子与聚合物的作用能提供的 ,片层纳米粒子在聚合物结晶过程中起到了异相成 核的作用[ 6 ] . 1. 3 　成核剂 成核剂是一类能够改变树脂结晶行为并改变聚合物的微观形态而使聚合物具有新的特性和功能的物 收稿 日期 :2008 - 05 - 10 ( ) 作者简介 :王 　路 197 1 - ,男 , 陕西省宝鸡市人 ,讲师 ,硕士 ,研究方向:有机化学 第 5 期 王 　路 :聚合物结晶行为影响因素的研究 ·77 · 质 ,是当前国内外研究的热点. 成核剂的作用机理是 :在熔融状态下 , 由于成核剂提供了所需的晶核 ,聚合 物由原来的均相成核转变成异相成核 ,从而加快了结晶速度 ,使晶粒结构细化 , 同时提高了产品的刚性. 成 核剂主要可分为无机成核剂 、有机成核剂和高分子成核剂. 而纳米粒子成核剂由于其表面活性中心多 ,可 以和基体紧密结合 ,相容性较好 ,当受到外力作用时粒子不易于集体脱离 , 同时由于应力场的相互作用在