联用出奇迹——流变&拉曼:表征高分子材料在融化和结晶过程中的宏观物性与微观结构
< 返回列表时间: 2021-01-26来源:工控之家网新闻
聚合物的结构对称性越高,越容易结晶。聚乙烯是一种高度结晶的聚合物。与其它聚合物相比,聚乙烯具有更高的结晶度。这是因为聚乙烯的主链(-ch2-ch2-)充满了碳原子,碳原子上只有氢原子,所以对称性很好。聚乙烯的加工条件和支化度也影响材料的结晶度。高密度聚乙烯(HDPE)结构规整,支化度低,结晶度可达90%以上。但由于其支化度,LDPE的结晶度仅为35%~55%。线性低密度聚乙烯比常规低密度聚乙烯具有更好的结晶性。不同的工业应用要求聚乙烯具有不同的结构和性能。了解聚乙烯的微观结构,选择合适的聚乙烯材料,优化和改性聚乙烯材料是十分必要的。此外,聚合物的结晶和熔融过程对许多工业过程都有重要影响。研究聚合物的结晶熔融过程对优化聚合物改性和生产工艺具有重要意义。利用antonpa-MCR流变仪和Cora拉曼光谱仪研究了茂金属聚乙烯(MPE)在熔融和凝固过程中的物理化学性能变化。一方面,流变仪跟踪MPE在熔融和凝固过程中的粘弹性变化,从宏观角度研究熔融和结晶过程中物理性质的变化;另一方面,拉曼光谱仪测试了MPE在同一过程中分子链结构的变化,显示了MPE的化学性质从微观分子角度看熔融结晶过程中的结构变化。从不同的层次探讨了MPE的熔融结晶过程,为MPE的优化和改性提供了可靠的依据。mcr-cora实例:结晶过程中的冷却试验,观察样品的结晶过程。在冷却初期,样品表现出常规的熔体行为,即损耗模量比储能模量高约半个数量级。在冷却过程中,样品的内能降低,分子热运动强度降低,样品的宏观行为表现为模量略有增加。模量上升的斜率接近于零。然后试样的模量迅速增大,储能模量与损耗模量相交,试样的粘弹性性质发生显著变化。在这个过程中,聚合物发生了大量的结晶,分子间作用力增大。同时,微晶起到物理交联的作用,使试样的模量提高了260倍以上。在同一过程中,拉曼光谱反映了冷却结晶过程中分子结构的变化。在聚乙烯熔融过程中,聚合物分子CC长链的构象发生了变化。固体PE在1128cm-1处有一个明显的峰,它来自于C-C长链的全反式构象。由于PE结晶区的CC链主要为C-C长链全反式构象,因此可以用1128cm-1峰作为结晶指标。此外,1060cm-1的出现还与C-C长链的全反式构象有关。在熔融状态下,PE的C-C链旋转产生大量相邻的交叉构象,破坏了C-C长链原来的全反式构象,而1083cm-1来自相邻交叉构象的C-C链。因此,用1083cm-1对非晶态聚合物进行了表征。另外两个峰1300cm-1和1440cm-1来自CH2的面内旋转和剪切振动。聚乙烯的结晶过程和熔融过程对这两个峰的强度影响不大。安东帕中国总部销售热线:864008202259售后服务热线:864008203230官网:www.anton-paar.cn网上商城:安东商店- paar.cn网站
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