高聚物在有限體積元中的等溫結晶動力學過程研究.pdf

1、該文采用Monte Carlo方法研究了高聚物在有限體積元中的等溫結晶動力學過程,分析了在一定條件下,樣品體積收縮、晶體線生長速率變化、樣品厚度變化和晶核數(shù)目變化這四種因素對高聚物在有限體積元中的等溫結晶過程的影響.利用模擬結果對Avrami方程和Price方程的有效性進行了評價,得到了上述四種因素對高聚物結晶動力學參數(shù)影響的定量數(shù)據(jù).隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)當樣品厚度降到一定值時,在結晶過程開始后不久就會出現(xiàn)一個初期轉折點.同時,通過熱臺

2、偏光顯微鏡、DSC等實驗驗證了部分計算機模擬實驗得到的結果.計算機模擬實驗首先建立了有限體積元模型,然后選定了PET為樣品,一般模擬其在預先成核條件下、170℃時的等溫結晶過程.結果表明,有限的體積使Avrami指數(shù)n值偏小.樣品體積收縮,導致Avrami指數(shù)n值減小;結晶速度v<,c>值增加;表示實驗值偏離理論預測直線時的相對結晶度α<,s>值減小;與Avrami方程相比,Price方程仍不能較準確地描述高聚物等溫后期結晶行為.晶體線

3、生長速率G減小,對Avrami指數(shù)n值和α<,s>值基本沒有影響;而G減小,v<,c>值也會減小;熱臺偏光顯微鏡實驗以PEO為樣品,也證實了這些結果.當單位體積內晶核數(shù)目不變時,樣品厚度h減小,n減小;v<,c>和α<,s>值基本不變;當h降到小于等于體系內球晶的平均直徑時,在結晶最初期,會出現(xiàn)一個初期轉折點.DSC實驗以PEO為樣品,驗證了此結果.在體系晶核數(shù)目M變化的實驗中,考慮了兩種成核情況.在預先成核條件下,M的減小,n值減小;