壓力場下流動誘導等規聚丙烯結晶研究

《壓力場下流動誘導等規聚丙烯結晶研究》是依託四川大學，由雷軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：壓力場下流動誘導等規聚丙烯結晶研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：雷軍
• 依託單位：四川大學

項目摘要

流動誘導聚合物結晶研究一直以來受到廣泛關注，但其研究結果基本上都是在常壓下獲得的。實際加工中不僅普遍存在流動場，還有壓力場，因此，常壓下取得的研究成果對實際加工的指導作用受限。壓力下流動誘導聚合物結晶研究較少的難點是對設備的要求高（如動密封）。申請人前期採用自密封結構解決了動密封問題，成功設計並搭建了壓力-剪下儀，並初步研究了壓力下流動誘導等規聚丙烯（iPP）結晶，發現與常壓下流動誘導結晶存在很大區別，如形成了取向球晶、短時間內可生成熔點高達180ºC的晶體。本項目擬進一步研究壓力下流動誘導iPP的晶體結構與形態，探索iPP晶型（α、β和γ晶）和取向晶體（如串晶）在壓力-流動場下生成的臨界視窗條件，以及晶體形態演變規律，繪製幾種晶型的生成相圖。研究結果可深入理解iPP在實際加工場下凝聚態結構形成機理，為調控iPP製品形態結構、指導實際加工過程提供理論基礎和實驗依據。

結題摘要

在基金委的資助下，我們對等規聚丙烯（iPP）結晶開展了以下研究：（1）壓力場下流動誘導iPP結晶研究；（2）異相成核（添加β成核劑）iPP在壓力和流動場下形成β-iPP的視窗。並利用資助經費對聚乳酸（PLA）和聚偏氟乙烯（PVDF）的結晶行為開展了擴展研究：（1）壓力場和流動場共同誘導PLA結晶研究；（2）流動場及離子-偶極相互作用對高壓下PVDF結晶行為影響。在iPP結晶方面取得了以下研究成果：（1）明確了iPP在壓力場下流動誘導β晶的臨界條件。通過研究iPP在不同壓力和剪下速率條件下的結晶規律，繪製了在加工外場下形成β晶的相圖。（2）揭示iPP在壓力場下流動誘導γ晶與流動場強度之間的依賴關係，獲得形成γ晶的條件視窗，繪製在加工外場下形成γ晶的相圖，為實際成型加工中iPP晶體結構調控提供理論依據。（3）建立壓力場、流動場與iPP晶體形態（取向晶體、片晶厚度、長周期等）的對應關係，確立了形成取向晶體形成的臨界條件（流動比功和剪下速率），探索了流動場下壓力對流動比功的影響規律，實現了對iPP晶體形態的可調控，可指導iPP實際加工過程。