可降解天然纖維對結晶聚合物結晶過程的影響.pdf

1、利用可降解天然纖維填充聚合物可以提高材料中可再生“天然碳”含量，降低對“石化碳源”的依賴，相關研究近年來受到關注。本研究主要從結晶聚合物結晶過程入手，考察可降解天然纖維填充結晶聚合物材料的性能。
　　首先結合阿夫拉米(Avrami)方程、霍夫曼(Hoffman)理論等經典的聚合物結晶理論，建立了一個三參數(shù)數(shù)學模型，即以特征結晶時間(τ)、高上限結晶溫度（Tuc）和低上限結晶溫度（Tlc）三個參數(shù)來描述聚合物的結晶特性，其中:Tuc

2、和Tlc主要反映結晶溫度、τ主要反映結晶速率。而后推導出計算τ、Tuc和Tlc三個參數(shù)的方法。最后通過理論分析，嘗試解釋Avrami指數(shù)n通常不為整數(shù)的原因，以及Avrami方程不宜直接用于描述非等溫結晶曲線的原因。同時，使用τ、Tuc和Tlc三個參數(shù)并結合Avrami方程，成功預測了聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)以及聚氧化乙烯(PEO)的等溫結晶和非等溫結晶過程。
　　而后，利用所建立的模型研究了聚丙烯-微纖化纖維素(MFC)復

3、合材料的結晶行為，并與添加了高效成核劑（WBG-Ⅲ）的PP對比，發(fā)現(xiàn)MFC與WBG-Ⅲ對PP的結晶有截然不同的影響機制。提出微纖化纖維素本身并不誘導聚丙烯成核，聚丙烯仍以均相成核開始結晶。而后聚丙烯可能會由于體積收縮與微纖化纖維素的界面處產生局部應力，出現(xiàn)應力誘導結晶，使得在偏光顯微鏡下能看到PP以一些MFC顆粒為中心生長晶體。從總體結晶速率來看，在研究涉及的范圍內，MFC填充量的提高，能使PP結晶速率加快。
　　通過考察PP-M

4、FC材料拉伸性能發(fā)現(xiàn)，添加5份MFC后PP的彈性模量提高，斷裂強度和斷裂伸長率下降。對于薄膜材料，斷裂強度下降不多（由31.8 MPa降低到29.2 MPa），但斷裂伸長率下降顯著（由742％降低到40％）。使用無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)能有效提高PP-MFC的斷裂伸長率。當添加3份PPR時，PP-MFC薄膜的斷裂伸長率從40％提高到了779％，且強度、模量與純PP試樣持平。對于PP-MFC片材，在含有5份MFC的PP-MFC中加入3份P