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本论文旨在研究链缠结对聚合物结晶行为的影响,通过采用特殊解缠结方法,使缠结等规聚丙烯(iPP)实现部分解缠结,并用流变学方法对缠结程度进行表征。之后对解缠结iPP对结晶行为的影响进行了详细的研究。同时在聚合物等温结晶过程中观察到球晶平动和转动的新现象。这一现象在以前文献中从未有报道。我们分析和研究了球晶移动的原动力,并对这种现象的出现与链缠结的关系作了初步的探讨。
首先是部分解缠结聚丙烯结制备。通过将iPP溶解于矿物油制成高分子稀溶液方法,以及利用iPP本身容易结晶的特性,制得部分解缠结的iPP样品。流变学时间扫描测试结果表明,解缠结iPP储能模量随时间逐渐增加,最后趋于平稳,证实了在用矿物油处理后,成功获得了部分解缠结的iPP样品。
之后,我们观察了解缠结iPP的结晶行为以及聚集态结构,并与熔体缠结iPP的结晶行为和聚集态结构进行比较。初步建立了链缠结和聚合物结晶动力学之间的关系,阐明了解缠结后由于高分子链运动不受或很少受到周围分子链的限制,聚合物结晶能力有明显增强的特性。
另外,在观察非受限条件下解缠结等规聚丙烯等温结晶过程中,我们发现球晶在生长的同时,也在发生平动以及转动的现象。这一新现象在以前的研究中从未被提起和关注过。通过对四种不同分子量和缠结程度iPPs的结晶观察,我们发现缠结较少iPP有球晶移动现象,而缠结iPP没有观察到球晶移动迹象。我们从球晶在熔体中的扩散着手,分析球晶移动是否遵循布朗运动,探讨了球晶移动与链缠结的密切关系。
我们也研究了链缠结对聚丙烯熔体流变学行为的影响,以及链缠结导致的力学性能的变化,这对开拓等规聚丙烯的工业应用有着重要的价值。