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《成核剂对聚，—萘二甲酸乙二酯结晶行为的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、成核剂对聚2，6—萘二甲酸乙二酯结晶行为的影响第6期2002年l2月高分子ACTAPOLYMERICASINICANo.6Dec..2002成核剂对聚2,6.萘二甲酸乙二酯结晶行为的影响高峡向峡(中国科学院化学研究所分子科学中心高分子物理与化学国家重点实验室北京100080)金曼娜『,海山"(复旦大学材料科学系上海200433)摘要通过DSC,偏光显微镜(POM)和小角激光散射(SALS)研究了苯甲酸钠(SB)对聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)结晶行为的影响.研究发现sB是PEN的成核剂.在高温下,sB与PEN发生化学反应,生成
2、可以起到成核作用的物质,降低了PEN的成核表面自由能位垒,提高了PEN在高温区的结晶速率.同时,sB还可以提高PEN在低温区的结晶速率.此外,sB的加入还使PEN分别在高温区和低温区结晶得到的多角晶和球晶尺寸减小,这表明不管在高温区还是在低温区,sB都可以提高PEN的成核速率.而含有sB的PEN结晶样品的SALS图像变得弥散,模糊,则说明sB使PEN在低温下结晶得到的球晶变得不完善.关键词成核剂,PEN,结晶速率,结晶形态聚2,6一萘二甲酸乙二酯(PEN)是近几年来迅速发展起来的聚酯新品种.它的结构与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)相
3、似,其结构单元为:PEN具有比PET更优良的热性能,尺寸稳定性,气密性等物性,具有广泛的用途和应用前景,目前引起了工业界和科学界的广泛关注¨.但是PEN分子链中的刚性萘环限制了其分子链的运动,使其结晶温度较高,结晶速率较慢,从而影响了它的加工性能,限制了它的发展.在本体聚合物中加入成核剂,可以降低临界核生成位垒,提高聚合物在高温区的结晶速率.一般来说,小分子物质和金属盐类可作为聚合物结晶的成核剂.成核剂对PET结晶行为的影响已有很多文献报道.本文研究了苯甲酸钠(SB)成核剂对PEN结晶和形态的影响.1实验部分1.1原料PEN切片由
4、日本帝人公司提供,经苯酚/1,1,*2001—11-22收稿,2002一O1.28修稿;**通讯联系人2,2一四氯乙烷(W/W,3/2)混合溶剂溶解,在甲醇中沉淀出絮状物,粉碎后,烘干备用.苯甲酸钠(SB),分析纯,由上海化学试剂公司生产,经去离子水重结晶进一步纯化后烘干备用.1.2样品制备将一定量的sB溶解在无水乙醇中,然后加入一定量的PEN粉末(粒径<35pm),搅拌至乙醇完全挥发,得到PEN与成核剂SB的混合物,在50℃下真空干燥36h后备用.1.3样品测试1.3.1DSC分析使用DuPont公司DSC910对PEN样
5、品进行测试.在测试之前,试样首先在300~C熔融3.5min,然后在液氮中淬冷.1.3.2非等温结晶将淬冷样品以10l(/min的速率升温进行测试,记录焓变化率dH/dt随温度的变化.分析DSC曲线,得到,和.由熔体结晶时,先将试样在300~C下熔融3.5min,然后以8K/rain的速率降温进行测试,由DSC曲线得到一1.3.3等温结晶在低温区,将淬冷后的样品直接置于预定温度下进行等温结晶.在高温区,样品在300~C熔融3.5min后,迅速冷却到预定温度下进行等温结晶.记录焓变化率随时间的变化,将7l8高分子2002正dH/dt
6、对t积分后得到整个结晶过程的焓变,取其1/2值时所对应的时间即为半结晶时间t.1.3.4特性粘数的测定将样品在300%下处理5min,氮气保护,然后在液氮中淬冷.取处理后的样品约125mg,置于25mL容量瓶中,加入苯酚/1,1,2,2.四氯乙烷(/W,3/2),在120%下溶解,溶液经沙芯漏斗过滤,用乌氏粘度计采用一点法测定样品的特性粘数[].测试温度为30~C.计算公式为":[叩]=(In叩+)/(2C)式中,=t/t.为相对粘度,玑=一1为增比粘度,t为溶液流过时间,t.为纯溶剂流过时间.1.3.5偏光显微镜(POM)和小角
7、激光散射(SAI_S)观察将少许样品放人载玻片和盖玻片之间,氮气保护,在300%熔融5min,压成约10tzm的薄片,置于液氮中淬冷后,在一定温度下进行等温结晶.将结晶之后的样品采用日本OlympusBH.2型偏光显微镜和自制的小角激光散射仪进行观察,拍照.2结果与讨论2.1SB对PEN结晶速率的影响冷结晶温度h(Crystallizationtemperatureinheatingprocess)和热结晶温度(Crystallizationtemperatureincoolingprocess)分别是指在升温过程和从熔体降温过程
8、中聚合物结晶峰最大处的温度.和的高低分别表明聚合物从玻璃态或从熔体进行结晶时的难易程度.一般认为,一个结晶体系的越低,其冷结晶速率越快,越高,其热结晶速率越快.反之亦然.此外,通过聚合物的等温结晶DSC曲线可以得到半结晶时间(tm),它对应于结晶峰
