聚氧化乙烯纖維制備及其受限環(huán)境下結(jié)晶行為研究.pdf

1、本文采用計算機模擬方法,研究了聚合物在柱狀體中的結(jié)晶過程。模擬了三維受限體系下聚合物的結(jié)晶過程,發(fā)現(xiàn)受限體系的Avrami圖形出現(xiàn)初期轉(zhuǎn)折點。研究表明,Avrami圖形上初期轉(zhuǎn)折點的出現(xiàn)是由于結(jié)晶體從三維生長向低維生長的轉(zhuǎn)變所致,并提出了聚合物在受限體系中的結(jié)晶模型。在此模型的基礎上,通過不斷改進熔融紡絲工藝制備出聚氧化乙烯纖維,在表面修飾的條件下研究了其受限結(jié)晶的行為,對所提出的結(jié)晶模型進行了驗證。 在預先成核條件下用Mont

2、e Carlo法模擬了53.5℃時PEO6000纖維的結(jié)晶動力學過程,發(fā)現(xiàn)在纖維半徑足夠大時,聚合物結(jié)晶行為比較好的符合了Avrami方程,只在結(jié)晶后期有一些偏離。當纖維半徑小于36μm時,在結(jié)晶的初期,聚合物的Avrami圖形就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點,根據(jù)轉(zhuǎn)折點前后的Avrami指數(shù)推測在轉(zhuǎn)折點前結(jié)晶體符合三維生長模式,但在轉(zhuǎn)折點后,結(jié)晶體則由三維生長模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S生長模式。可以看出,在結(jié)晶初期纖維半徑對結(jié)晶體生長模式的轉(zhuǎn)變起重要作用。

3、 采用分步升溫的方法,增加熔融時間,并將熔體的溫度升高至90℃,以充分破壞其內(nèi)部結(jié)晶結(jié)構(gòu),在紡絲過程中采用較低的紡絲速度,冷卻浴采用風冷的方式,避免了纖維傳熱不均勻現(xiàn)象,制備出PEO400000的纖維,通過顯微鏡對纖維的形態(tài)進行了進一步的研究,基本達到了紡絲的目的,為進一步對受限環(huán)境下結(jié)晶動力學的研究奠定了實驗基礎。 采用差示掃描量熱儀(DSC)和熱臺偏光顯微鏡(HSPOM)研究了表面修飾前后聚氧化乙烯纖維的等溫結(jié)晶行為,發(fā)

4、現(xiàn)當纖維的半徑小于941μm時,在Avrami圖形上出現(xiàn)了一個不同于二次結(jié)晶的轉(zhuǎn)折點,動力學分析結(jié)果表明結(jié)晶體的生長模式發(fā)生轉(zhuǎn)變。驗證了前文提到的模擬試驗模型,證明了由于體系的限制,會導致結(jié)晶體在結(jié)晶生長過程中生長模式發(fā)生轉(zhuǎn)變。然而由于在紡絲拉伸過程中,纖維微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導致結(jié)晶體的生長方式有可能發(fā)生改變,所得到的試驗結(jié)果無法與模擬的理想結(jié)果相匹配,對于該理論的驗證,有待于進一步的研究。 采用DSC對修飾前后的聚氧化乙烯纖維