成核剂对PET结晶行为及形态结构影响的研究

摘要

本文系统地研究了四种成核剂：N-A、液晶VectraA950、滑石粉、EBS对PET的结晶行为、结晶形态、结晶结构的影响。采用差式扫描量热仪(DSC)研究了PET/成核剂复合体系的结晶行为，并用Jeziorny理论对PET结晶过程进行了动力学分析；通过偏光显微镜(POM)、小角激光散射(Sals)、X衍射(XRD)对PET/成核剂复合体系的结晶形态和结晶结构进行了研究。
　　 DSC测试结果表明四种成核剂加入到PET熔体中，均使得PET的玻璃化温度和冷结晶温度降低，而热结晶温度和熔融温度升高；同时PET/成核剂复合体系的表观诱导期、半结晶时间、表观总结晶时间都比纯PET的短；通过Jeziorny理论对PET/成核剂复合体系进行非等温动力学研究，结果显示随着成核剂的加入，Avrami常数n减小，结晶速率常数Zc增大。可见成核剂的加入有利于PET的成核，缩短了PET的结晶周期，加快了PET的结晶速率。其中效果最好的是成核剂N-A。
　　 通过POM对PET/成核剂复合体系结晶形态进行研究，结果表明四种成核剂的加入，均使得PET的成核密度增大，晶体尺寸变小，晶体分布更加均匀；采用Sals法来定量分析四种成核剂的加入对PET晶体尺寸和结晶诱导时间的影响，发现四种成核剂都能细化PET晶体尺寸，同时缩短了PET的结晶诱导时间，加快了PET的成核，促进了PET的结晶，其中效果最为明显的也是成核剂N-A。通过XRD对成核剂加入后的复合体系的结晶结构进行分析，发现晶胞并无变化，但是垂直于晶面[010]、[100]的平均晶粒尺寸减小了，总结晶度变大了，这也表明成核剂的加入细化了PET的晶体尺寸，促进了PET的结晶。
　　 综合考虑四种成核剂对PET结晶行为、结晶形态、结晶结构的影响，我们发现成核效果最好的是成核剂N-A，其次是滑石粉、液晶材料，最后是EBS。