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《pom與pom-碳酸鈣共混物非等溫結(jié)晶動力學(xué)的研究 修改10》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、惠江濤，028-85405868，huijiangtao@163.comPOM是一種熱塑性工程塑料，具有極高的強(qiáng)度和剛度，良好的耐腐蝕、耐油性、耐化學(xué)性、低吸水性、耐磨自潤滑性、抗蠕變性以及突出的耐疲勞性能。在汽車、電子電器、化工和五金建材等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。聚合物的結(jié)晶行為是高分子物理中最基本的問題，通常研究聚合物結(jié)晶過程局限于一定外界條件下的等溫結(jié)晶，熱分析相對容易，能夠避免樣品中的熱梯度與冷卻速率。但實(shí)際生產(chǎn)過程中難以滿足等溫條件，因此，研究POM在非等溫條件下的結(jié)晶十分必要。POM分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶
2、度相對較高；其結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)對聚甲醛的使用性能有重要的影響；本文采用了DSC法研究了POM和POM/碳酸鈣共混物非等溫結(jié)晶動力學(xué)；利用Jeziorny法和莫志深法計算了聚甲醛及其共混物的非等溫結(jié)晶動力學(xué)參數(shù)探討了碳酸鈣對POM結(jié)晶行為的影響。POM，M90-44，日本寶理塑料有限公司；碳酸鈣，江西奧特精細(xì)礦粉有限公司。雙螺桿擠出機(jī)，南京杰恩特機(jī)械有限公司；示差掃描量熱儀，NETZSCHDSC204,德國耐馳公司。將POM粒料中混入質(zhì)量比為0.5%的碳酸鈣粉末，在容器中混合均勻，加入同向雙螺桿擠出機(jī)中，在設(shè)定
3、溫度和轉(zhuǎn)速下熔融共混。采用示差掃描量熱儀在N2氣氛中將樣品升至200℃熔融并恒溫2min,以消除樣品熱歷史，然后分別以5℃/min，10℃/min，15℃/min和20℃/min的降溫速率進(jìn)行結(jié)晶，降溫到30℃，記錄不同降溫速率（φ）下樣品的非等溫結(jié)晶行為。(a)(b)(a),(b)分別為POM和POM/碳酸鈣樣品圖1不同降溫速率下POM和POM/碳酸鈣共混物的DSC曲線Fig.1DSCcurvesofPOMandPOM/calciumcarbonateblendsatdifferentcoolingrate
4、s：圖(a)和圖(b)為POM和POM/碳酸鈣以不同的降溫速率得到的非等溫結(jié)晶曲線，兩個試樣的結(jié)晶放熱峰均隨著降溫速率的增大而向低溫方向移動，且結(jié)晶放熱峰逐漸變寬。從DSC曲線可以得到以下基本參數(shù)：結(jié)晶起始溫度T0，結(jié)晶峰值溫度Tp以及最終結(jié)晶放熱焓△H，結(jié)果列于表1。當(dāng)T0和Tp向高溫方向移動時，說明體系的過冷度降低，即結(jié)晶速率提高，而△T=Tp-T0則表示總的結(jié)晶速率，可用來比較不同樣品在同一降溫速率下的結(jié)晶快慢，數(shù)值越小說明結(jié)晶速率越快。從表1可以看出，隨著降溫速率的增大，△T有逐漸增大的趨勢。表1PO
5、M在不同降溫速率下的非等溫結(jié)晶參數(shù)Tab.1Non-isothermalcrystallizationkineticparametersofPOMandPOM/calciumcarbonateblendsatdifferentcoolingrates試樣φ/℃/minT0/℃Tp/℃△T/℃△H/J﹒g-15141.2144.23175.1POM10135.4141.96.5158.115131.7140.79168.220127.3138.311165.55141.6144.63177.4POM/碳酸鈣10
6、137.7142.95.2152.215132.5141.28.7148.020131.9140.28.3137.2任意結(jié)晶溫度時的相對結(jié)晶度Xt可以根據(jù)下式計算：Xt=式中T0——結(jié)晶起始溫度，℃；T——結(jié)晶完成時的溫度，℃；根據(jù)上式將圖a和b轉(zhuǎn)換為相對結(jié)晶度Xt與結(jié)晶溫度T的關(guān)系，如圖2所示。(a)(b)(a),(b)分別為POM和POM/碳酸鈣樣品圖2POM和POM/碳酸鈣共混物的相對結(jié)晶度與溫度的關(guān)系曲線Fig.2plotsofXtvsTforPOMandPOM/calciumcarbonateble
7、nds利用公式t=(T0-T)/φ將結(jié)晶溫度轉(zhuǎn)化為時間，可以得到Xt與時間的關(guān)系，如圖3所示，隨著結(jié)晶過程中降溫速率的增大，POM的結(jié)晶時間呈現(xiàn)逐漸縮短的趨勢，由圖3可得到結(jié)晶一半時所需要的時間t1/2，結(jié)果列于表2。(a)(b)(a),(b)分別為POM和POM/碳酸鈣樣品圖3POM和POM/碳酸鈣共混物的相對結(jié)晶度與時間的關(guān)系曲線Fig.3plotsofXtvstforPOMandPOM/calciumcarbonateblendsJeziorny法是直接把Avrami方程推廣應(yīng)用于解析等速變溫DSC曲線
8、的方法，也就是先把非等溫DSC結(jié)晶曲線看成等溫結(jié)晶過程來處理，然后對所得參數(shù)進(jìn)行修正。Avrami方程可寫成下式的線性關(guān)系：=lnZt+nlnt式中Xt——t時刻的相對結(jié)晶度，%；Zt——高聚物結(jié)晶動力學(xué)常數(shù)；n——Avrami指數(shù)。以對lnt作圖，可得到圖4，從直線的斜率和截距分別可以得到Avrami指數(shù)n和Zt。通過此方法可求出n和Zt隨降溫速率φ的變化，考慮到降溫速率的影響，用下式對Zt進(jìn)行校
