新型聚1-丁烯共聚物特征多晶型行为及记忆效应研究

摘要

聚1-丁烯（Polybutene-1, PB-1）是典型的多晶型性高分子。对于相同的分子化学结构，不同的晶相结构会赋予材料完全不同的物理性能。因而，调控晶相结构是可结晶性材料设计、产品性能控制的关键之一。
　　本论文利用二甲基吡啶胺铪/有机硼催化体系，设计合成了含有0-2.15mol％亚甲基-1,3-环戊烷（MCP）共聚单元的新型聚1-丁烯/1,5-己二烯共聚物。本工作首次在聚1-丁烯主链中成功引入五元环状结构单元。并利用差示扫描量热法、广角 X射线衍射、偏光显微镜技术等方法，探究了此类新型共聚单体对共聚物的多晶型特性以及共聚物平衡熔点以上出现的特征记忆效应的影响。我们的研究首先发现高共聚单体含量（0.65mol%和2.15mol%）的聚1-丁烯共聚物，能够从熔体中结晶直接形成六方相form I'。对于含有2.15mol%共聚单元的共聚物，65°C的等温结晶可得到纯form I'晶体，25°C等温结晶可以诱导纯form II晶体的出现，而form I'和form II的晶体混合物出现在中间温度区域。然而，聚1-丁烯/1,5-己二烯共聚物，高温结晶有利于形成form I'的形成条件却与1-丁烯/丙烯共聚物的低温更倾向于会诱导更多的form I'晶体相反。
　　此外，本工作还发现晶体的结晶动力学与其初始熔融温度有关。这种常被称为记忆效应的现象，在共聚物中甚至可以在平衡熔点以上出现，其原因与共聚物在异相熔融过程中长的可结晶序列结构的局部聚集有关。对于本工作所研究的新型聚1-丁烯/1,5-己二烯共聚物，随着MCP单元插入率增加，出现记忆效应的临界温度下降。另一方面，尽管结晶动力学已经被显著加速，但记忆效应并不影响结晶的晶型。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 聚1-丁烯的物理性能、应用与晶体结构

1.1.1 聚1-丁烯的物理性能与应用

1.1.2 聚1-丁烯的晶体结构

1.2 可结晶性高分子材料的多晶型特性

1.2.1 多晶型特性

1.2.2 晶体之间相互转化

1.2.3 加快聚1-丁烯晶型II到晶型I相转变的途径

1.2.4 熔体结晶直接形成form I'

1.3 熔融记忆效应

1.3.1 熔融记忆效应简介

1.3.2 平衡熔点以下的记忆效应

1.3.3 平衡熔点以上的记忆效应

1.4 本课题的提出与主要研究内容

1.4.1 本课题的提出

1.4.2 本课题的主要研究内容

第2章 新型1-丁烯/1,5-己二烯无规共聚物的多晶型行为研究

2.1 实验部分

2.1.1 新型1-丁烯/1,5-己二烯共聚物的合成

2.1.2 样品制备

2.1.3 分子特性表征

2.1.4 差示扫描量热法

2.1.5 广角X射线衍射实验

2.2 结果与讨论

2.2.1 1-丁烯与1,5-己二烯共聚物的微观结构和性能

2.2.2 共聚单元浓度对室温转化影响

2.2.3 共聚单元浓度对非等温结晶的影响

2.2.4 共聚单元浓度对结晶晶型的影响

2.2.5 共聚单元类型与结晶的关系

2.2.6Form I'与formII的升温稳定性比较

2.2.7 晶型改变机理

2.3 本章小结

第3章 新型1-丁烯/1,5-己二烯无规共聚物的特征记忆效应研究

3.1 实验部分

3.1.1 样品信息

3.1.2 DSC实验

3.1.3 POM实验

3.1.4 WAXD实验

3.2 结果与讨论

3.2.1 初始熔融温度对降温结晶动力学的影响

3.2.2 记忆效应对共聚单元浓度的依赖性

3.2.3 初始晶型对等温结晶晶型的影响

3.2.4 平衡熔点以上记忆效应的机理

3.2.5 共聚物MCP2.15记忆效应的特性

3.3 本章小结

全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢