小分子物質(zhì)對(duì)芳香族聚酯的結(jié)晶、熔融及力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文主要針對(duì)芳香族聚酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)結(jié)晶速率過慢以及聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)結(jié)晶速率過快的問題，通過熔融共混的方法，選用不同的小分子物質(zhì)對(duì)PET和PBT的結(jié)晶熔融行為和力學(xué)性能進(jìn)行不同程度的調(diào)控從而達(dá)到改性之目的。利用差示掃描量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)、廣角X-射線衍射(WAXD)、小角X-射線衍射(SAXS)、紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)和力學(xué)性能測(cè)試的手段考察了添加物對(duì)聚合物基體的

2、結(jié)晶和熔融行為、球晶形貌、晶體結(jié)構(gòu)、分子間作用力以及力學(xué)性能等方面的影響。
　　首先，制備了PET和芳酰胺類衍生物TMB-5的共混物。DSC測(cè)試表明TMB-5對(duì)PET的結(jié)晶具有顯著的成核效果并且當(dāng)TMB-5的添加量達(dá)到0.6 wt％時(shí)，其成核效率可達(dá)到80.7％，PET的結(jié)晶溫度顯著地提高了20℃，結(jié)晶速率增加了11.5倍。WAXD和POM測(cè)試結(jié)果顯示TMB-5的添加有效地增加了PET的結(jié)晶度和成核密度。SAXS測(cè)試結(jié)果表明隨著T

3、MB-5含量的增加，PET中片晶層增厚，無定形層降低，長(zhǎng)周期降低。同時(shí)，TMB-5的添加有效地提高了PET的沖擊強(qiáng)度，當(dāng)TMB-5的添加量為0.4 wt％時(shí)，共混物的缺口沖擊強(qiáng)度比純PET提升了大約10倍。
　　考察了低分子量的苯基磷酸鹽類化合物TMC-210對(duì)PET的結(jié)晶行為和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)TMC-210的添加使PET呈現(xiàn)出顯著的異相成核效果，有效地提高了PET的結(jié)晶溫度，加快了PET的結(jié)晶速率，晶核密度增加，球晶

4、細(xì)化，并隨著TMC-210含量的增加而增加，當(dāng)TMC-210的含量達(dá)到0.6 wt％時(shí)，其成核效率高達(dá)99.8％，進(jìn)一步提高TMC-210的含量，則發(fā)現(xiàn)TMC-210會(huì)發(fā)生團(tuán)聚。同時(shí)，PET的晶體結(jié)構(gòu)并未因TMC-210的添加而改變。PET的沖擊斷裂表面表現(xiàn)出了脆韌轉(zhuǎn)變，當(dāng)TMC-210的含量達(dá)到0.4 wt％時(shí)，共混物的缺口沖擊強(qiáng)度比純PET增加了12.2倍。另外，采用Lauritzen-Hoffman方程討論了TMC-210對(duì)PET

5、結(jié)晶過程中的折疊表面自由能(σe)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PET/TMC-210共混物的σe值小于純PET的σe值。
　　利用熔融共混法制備了PBT/4，4'-二羥基二苯硫醚(TDP)共混物并采用紅外光譜對(duì)它們之間的分子間氫鍵進(jìn)行了表征，結(jié)果表明PBT分子的羰基基團(tuán)與TDP分子的羥基基團(tuán)之間形成了分子間氫鍵，隨著TDP含量的增加，體系的羰基和羥基吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)并且羥基吸收峰變得不對(duì)稱加寬。這也進(jìn)一步利用先進(jìn)的量子化學(xué)計(jì)算所證實(shí)。

6、這種氫鍵顯著地抑制了PBT的結(jié)晶能力。PBT/TDP共混物中，在相同的等溫結(jié)晶溫度下，PBT/TDP共混物的結(jié)晶速率明顯低于純PBT的。TDP的添加沒有改變PBT的晶體結(jié)構(gòu)，但由于氫鍵交聯(lián)作用的存在，限制了PBT鏈段的運(yùn)動(dòng)能力，致使PBT的結(jié)晶度和晶體尺寸隨著TDP含量的增加而減小。
　　利用熔融共混法制備了PBT/4，4'-二羥基聯(lián)苯(DHP)共混物。通過DSC、WAXD和POM探究了DHP對(duì)PBT的結(jié)晶和熔融行為的影響。結(jié)果表