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聚对苯二甲酸丙二醇酯(Polytrimethylene terephthalate,PTT),相比于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),是一种新型的商业化热塑性聚酯。对其使用酯交换共聚或纳米粒子填充的方法进行改性,是获得特定性能产品的重要方法。同时,PTT丰富的熔融结晶行为和形貌一直受到研究者的广泛关注,但是PTT无规嵌段共聚物和PTT纳米复合材料的熔融结晶行为和结晶形貌很少有较为系统的研究。在本论文中,我们制备了含有多种类型软段的PTT无规嵌段共聚物,研究了软段含量、分子量和链结构对共聚物熔融和结晶行为及球晶形貌的影响。然后,以1,3-丙二醇为溶剂和稳定剂,采用双原位聚合法制备了PTT/ZnO纳米复合材料。最后,采用“熔融润湿法”将PTT填充到阳极氧化铝模版纳米孔道内,研究了其二维受限结晶行为。 我们以聚丙二醇(PPG)为第二组成部分,用常压酯交换和减压混缩聚的实验方法成功合成了两种类别的PTT/PPG无规嵌段共聚物,分别为固定PPG分子量为1000 g/mol而PPG含量不同和固定PPG加入量而PPG分子量不同(400~4000g/mol)的PTT/PPG无规嵌段共聚物。随着共聚物中PPG含量或分子量的增加,共聚物晶型并不发生改变,但是微相分离变得逐渐明显。PPG含量的增加引起了共聚物中PTT段熔点和冷结晶峰温度降低,结晶温度升高。但是,PPG分子量的增加引起了共聚物中PTT段熔点和结晶温度逐渐升高,冷结晶峰先消失再出现后结晶温度升高。在等温结晶过程中,共聚物中PPG段对PTT段重结晶晶体的形成有明显促进作用,并且对非晶区PTT段反式(trans)构象的形成有抑制作用。随着PPG含量的增加或结晶温度的升高,共聚物环带球晶的规整度明显降低且环带间距逐渐变大,而且出现麦穗状晶体。但是,随着PPG分子量的增加,共聚物环带球晶形貌变得明显,且规整性也明显提高,但是环带间距并没有明显影响。 我们成功合成了PTT/PEG-b-PPG-b-PEG和PTT/PPG-b-PEG-b-PPG无规嵌段共聚物,并研究了软段分子量和分子链结构组成对共聚物的影响。对于PTT/PEG-b-PPG-b-PEG共聚物,较高的软段分子量促使共聚物中PTT段的冷结晶温度明显降低,但是软段组成对共聚物中PTT段的冷结晶峰并没有明显影响。对于PTT/PPG-b-PEG-b-PPG共聚物,软段中的PEG段促使共聚物PTT段的冷结晶峰消失。POM结果表明,在相同等温结晶温度下,PEG-b-PPG-b-PEG软段中的PPG段促使PTT/PEG-b-PPG-b-PEG共聚物的环带球晶间距变小。 通过双原位聚合法制备了PTT/ZnO纳米复合材料。其中,ZnO纳米粒子采用以1,3-丙二醇(PDO)为溶剂和稳定剂的多元醇法原位合成。FTIR结果表明,ZnO纳米粒子表面成功接枝上PTT分子链。1H NMR结果表明,合成ZnO纳米粒子时产生的反应副产物(乙酸二丙酯)嵌入到PTT分子链中形成共聚物。TEM结果表明,ZnO纳米粒子(粒径为20~30 nm)在含量高达12.8 wt%的纳米复合材料中仍然有较好的分散效果。随着ZnO纳米粒子含量增加,纳米复合材料的分子量明显降低,熔点和结晶温度也有所降低,但是纳米复合材料的热稳定性有明显的提高。POM结果表明,所有纳米复合材料均能观察到明显的带有同心圆状的环状裂隙的环带球晶形貌,且环带间距随着ZnO纳米粒子含量增加而变大,最终消失。 采用“熔融润湿法”将均聚PTT分别填充于孔径为30、65、100和240 nm的阳极氧化铝(从O)纳米模版中。SEM结果表明,均聚PTT以不同直径的纳米棒的形成存在于AAO模版中。WAXD结果表明,均聚PTT在孔径为100和65 nm的AAO模版内受限结晶时,表现出明显的结晶取向行为。DSC结果表明,均聚PTT在不同孔径的AAO模版中受限结晶的成核机理为异相成核和表面诱导两种机理。