尼龙1212Mark-Houwink参数的订定及分子量对结晶行为的影响

摘要

本文采用逐步沉淀分级法，对尼龙1212进行分级，用乌氏粘度计、光散射仪以及凝胶渗透色谱(GPC)分别测定所得级分的特性粘数、重均分子量及分子量分布，根据特性粘数与分子量之间关系Mark-Houwink方程，求出式中参数K和α值。用差示扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(PLM)研究了分子量对尼龙1212的非等温结晶动力学和结晶形态的影响，取得的主要结果如下:
　　 1.设计并合成分子量在5～20×103g/mol范围的五种不同分子量的尼龙1212，对每种样品进行逐步沉淀分级，测定每个级分的特性粘数，选取5种特性粘数相差较大的级分，通过静态光散射法和GPC测定其重均分子量和分子量分布。结果表明，每个样品所获级分的质量与分子量大致呈现正态分布，分级回收率在85％以上。每个样品中含量最多的级分，其分子量与设计分子量基本相同。GPC测定结果显示所得级分的分子量分布指数(Mw/Mn)在1.4左右，分子量分布较窄，满足订定Mark-Houwink方程参数对分子量分布指数的要求。以lg[η]～lgMw作图得到直线关系，通过其截距和斜率得到在所研究的分子量范围内Mark-Houwink参数K值为7.92×10-3mL/g，α为0.83，Mark-Houwink关系式为:[η]=7.92×10-3(M)0.83w。
　　 2.用DSC方法对窄分布的尼龙1212进行非等温结晶动力学研究结果表明:
　　 随着分子量的增加，熔体的粘度增大，分子链的运动能力减小，结晶速率变慢。
　　 不同分子量尼龙1212非等温结晶过程的Ozama指数m由接近3变为接近4，说明分子量较小时为异相成核的三维球晶生长，而分子量较大时则主要为均相成核的三维球晶生长。
　　 随着分子量的增加而结晶活化能增加，表明分子量对尼龙1212非等温结晶过程有明显影响，使得结晶变得更加困难。
　　 3.将不同分子量尼龙熔融铸膜，在不同温度下等温结晶后在偏光显微镜下观察得到:尼龙1212在160℃结晶时，球晶沿着半径方向上出现明暗相间的现象，呈现环带球晶结构，说明其球晶生长速度较快，片晶不完善，再加上动力学原因及结构缺陷的存在使得内部应力集中，且球晶尺寸比较大，进而观察到环带球晶现象。
　　 在相同温度条件下，随着分子量的增加球晶尺寸减小，这源于分子量的增大成核密度也增大。在成核和生长的共同影响下，尼龙1212球晶尺寸随着分子量的增加而逐渐减小。
　　 在不同温度条件下，随着球晶培养温度的升高，尼龙1212晶体尺寸也相应增大。这是由于成核位垒较大，成核密度下降，二维球晶生长的空间变大，所以各个分子量尼龙1212球晶尺寸随着过冷度的下降明显增大。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 尼龙1212的发展与现状

1．2 尼龙1212分子量的测定方法概述

1．2．1 测定高聚物分子量的实用意义

1．2．2 聚合物分子量的定义

1．2．3 高聚物分子量的测定方法

1．3 尼龙的熔融与结晶

1．4 结晶形态研究

1．5 本课题的立题背景、目的及意义

第二章 PA1212的合成与分级

2．1 PA1212预聚物的合成

2．1．1 实验原理

2．1．2 实验原料

2．1．3 实验设备

2．1．4 聚合步骤

2．1．5 尼龙1212预聚物合成结果及讨论

2．2 PA1212的分级处理

2．2．1 基本理论

2．2．2 分级实验部分

2．3 本章总结

第三章 PA1212分子量的测定

3．1 基本原理

3．1．1 依泊尔定律

3．1．2 光散射原理

3．2 实验部分

3．2．1 稀释外推法测定尼龙1212的特性粘数

3．2．2 测定尼龙试样PA-1—PA-5的重均分子量

3．2．3 采用高温凝胶渗透色谱法测定尼龙样PA-1—PA-5试样的分子量及其分布

3．3 结果及讨论

3．4 本章结论

第四章 不同分子量PA1212的非等温结晶动力学的研究

4．1 理论部分

4．1．1 聚合物非等温结晶动力学

4．2 实验部分

4．2．1 样品制备

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验步骤

4．3 结果与讨论

4．3．1 不同分子量非等温结晶动力学过程

4．3．2 不同分子量PA1212结晶温度与降温速率的关系

4．3．3 不同分子量PA1212半结晶期与降温速率的关系

4．3．4 不同分子量对尼龙1212非等温结晶过程的影响

4．3．5 非等温结晶活化能

4．4 本章总结

第五章 不同分子量尼龙1212对结晶形态影响的研究

5．1 实验原理

5．2 实验部分

5．2．1 样品

5．2．2 仪器

5．2．3 实验步骤

5．2．4 结果与讨论

5．3 本章总结

结论

参考文献

致谢

个人简历