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PET粘土纳米复合材料的退火试验研究续

2021-07-29 来源:十堰农业机械网

PET/粘土纳米复合材料的退火试验研究续

文中分别对125℃、165℃、205℃的退火试样由40℃升温过程中的熔融现象进行DSC扫描,发现其扫描曲线形状类似,但熔融峰出现的温度范围及峰的大小随退火温度呈现一定的变化。具体可由下面表1、表2所示的峰值温度和熔融热焓值来量化。

由表1、表2中的数据可知,同一温度下退火处理试样在升温过程中的低温熔融峰温差别不大,都略微高于退火处理温度,不同完善程度的晶体有不同的熔点,本文认为退火处理的聚合物包含前期淬火形成的完善程度不同的晶体组合,试样在某一温度下退火时,被稳定的晶体的熔点与该退火温度相同。在加热扫描过程中,该晶体会发生部分熔融再结晶为更完全晶体,故其融化峰出现在比退火温度高一些的温度。

退火温度升高时低温峰(退火峰)的峰温也随之升高,峰形变窄,峰面积增大。因为在此退火温度范围内,主要是由于一些不规整的分子链的结晶,其晶体完善程度很差,故其低温熔融峰温较低。随着退火温度的升高,分子链更易于运动,参与结晶的数量增多,表现为峰面积的增大。在退火温度下生成的不完善晶体的完善程度随退火温度的升高而趋于完整,其低温吸热峰温也相应增高,而峰形相应变窄。这可归因于球状晶粒内部薄片厚度的增加和更高的结晶倾向所致;但也有可能与PET在不同的条件下生成的晶形有关,退火温在125℃、165℃、205℃下退火处理的试样,其高温熔融峰温的顺序都为:PET>增粘PET/粘土纳米复合材料>PET/粘土纳米复合材料。晶体熔融温度主要与晶粒完善程度有关,在PET/粘土纳米复合材料中,由于粘土的有机化增强了PET分子与粘土粒子之间的相互作用,从而在结晶生长过程中限制了PET分子链段的运动,使晶体生长受阻,晶粒完善程度受损,故而熔融温度降低。而增粘PET/粘土纳米复合材料,一方面由于分散在聚合物基体中的粘土片层对晶粒完善性的损害作用,使其熔融温度较之PET有所降低;另一方面由于增粘作用,使升温过程中链段活动性降低,熔融温度有所提高,故而总的效果使得熔融温度介于前两种试样之间,目口其熔融温度较PET低,而较PET/粘土纳米复合材料高。

3 结 语

1)由于PET结晶速率较,慢,淬火处理后的试样都产生了无定型的内部结构,在PET/粘土纳米复合材料中,纳米粘土层片在PET中的分散使其结晶能力增强,结晶速率增大,加热过程中,冷结晶温度降低。

2)在PET/粘土纳米复合材料中,由于粘土纳米片层在基体中的分布使结晶速率增大,冷结晶温度降低,从而使结晶完善程度下降,加热熔融时,熔点下降。

3)退火试样升温过程中都呈现出熔融双峰,其中低温熔融峰温强烈依赖并略微高于退火温度,其高温熔融峰温的变化趋势与淬火试样升温熔融趋势一致,由实验结果可知:3种材料的熔融峰温高低顺序为:PET/粘土纳米复合材料<增粘PET/粘土纳米复合材料<PET

(作者/白晓丽,徐雪萌 河南工业大学)

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