伸展流變裝置的研制與伸展誘導(dǎo)的高分子結(jié)晶.pdf

1、流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶是高分子材料熔體加工的核心問(wèn)題，也是高分子科學(xué)的重要課題。經(jīng)過(guò)了幾十年的關(guān)于流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶的研究，高分子領(lǐng)域的科研人員已經(jīng)得到了一些重要的結(jié)果：①流動(dòng)場(chǎng)可以促進(jìn)高分子結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，即便較小的流動(dòng)場(chǎng)可能使得結(jié)晶速率大幅提高；流動(dòng)場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)可以使得高分子晶體形態(tài)發(fā)生變化，通常靜態(tài)下的高分子熔體結(jié)晶的晶體形態(tài)多為球晶，流動(dòng)場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，串晶可能會(huì)產(chǎn)生，這就是通常所述的shish-kebab結(jié)構(gòu)。②流動(dòng)場(chǎng)對(duì)于高分子熔體結(jié)晶

2、動(dòng)力學(xué)的促進(jìn)主要是對(duì)于高分子成核期的促進(jìn)作用，而非晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的促進(jìn)。③高分子材料的分子量大小以及分子量分布在流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶中扮演重要角色，通常認(rèn)為高分子量部分對(duì)于高分子熔體流動(dòng)誘導(dǎo)取向結(jié)構(gòu)形成以及加速結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程起到重要作用。然而，定量研究流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)卻非常少，這也是阻礙高分子加工科研人員獲得流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶的機(jī)理的一個(gè)重要原因。本研究在前人的基礎(chǔ)上，得出流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)結(jié)晶必須利用流變-同步輻射相結(jié)合的手段才能

3、充分闡明shish-kebab的形態(tài)以及形成過(guò)程，進(jìn)而構(gòu)建高分子流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)結(jié)晶的理論模型。本研究主要做了以下工作：
　　 第一部分是伸展流變裝置的設(shè)計(jì)，加工與調(diào)試。參考前人關(guān)于伸展流變裝置的經(jīng)驗(yàn)，尤其是市場(chǎng)上目前存在的伸展流變裝置如Sentmanat ExtensionalRheometer(SER)流變儀，并考慮我們要研究的對(duì)象：通用的高分子材料如聚丙烯，聚乙烯，聚環(huán)氧乙烷熔體的一些技術(shù)參數(shù)，去選擇電機(jī)，扭矩傳感器，以及設(shè)計(jì)加

4、熱倉(cāng)。借助機(jī)械加工以及軟件控制這些手段將伺服電機(jī)，高精度扭矩傳感器以及熔體拉伸部分組合成為伸展流變裝置。最后，經(jīng)過(guò)反復(fù)的機(jī)械調(diào)試，控溫調(diào)試以及電機(jī)控制程序調(diào)試后，得到了滿足要求的熔體拉伸裝置。測(cè)試結(jié)果顯示裝置性能滿足我們研究拉伸誘導(dǎo)高分子結(jié)晶的需要。
　　 第二部分是利用伸展流變裝置研究流動(dòng)場(chǎng)誘導(dǎo)高分子結(jié)晶中的shish形成的臨界應(yīng)變。結(jié)合美國(guó)Akron大學(xué)的王十慶教授的高分子熔體流變研究的最新進(jìn)展，我們用流變手段定量地研究了高