《聚烯烴流動誘導結晶的流變學研究》是依託上海交通大學，由於逢源擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚烯烴流動誘導結晶的流變學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：於逢源
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流場作用下聚烯烴的結晶過程涉及到分子構象變化、流場下晶核形成以及最終形成的長程有序超分子結構等。聚烯烴流動誘導結晶的理論和模型研究的發展基於上述問題的解決程度。本項目擬針對上述問題，在已有反映大分子構象變化的本構方程基礎上進一步考慮球晶-串晶轉變在結晶動力學上的影響，建立和完善流場作用下聚烯烴的結晶動力學的物理理論模型。從兩相結構演變所引起的巨觀流變學性能預測出發，尋求建立新的代表分子取向的構象張量和晶體取向的取向張量方程來揭示結晶聚合物在流場作用下的分子構象、結晶形態和相態演變規律與巨觀力學性能的關係，為實現流場作用下結晶聚合物內部結構變化與巨觀性能的跨接提供理論依據。
結題摘要
本研究採用等規聚丙烯（PP）及其共混物為主要研究對象，以流變學作為主要研究手段，通過觀察聚丙烯在剪下流場作用下的結晶行為，研究了PP流動誘導結晶行為，重點分析並總結了流場強度對聚烯烴結晶動力學的影響，並通過在現有Hoffman晶體生長方程中引入構象張量建立物理模型，對流場中聚合物流動誘導晶體生長速率以及誘導時間等參數進行了理論分析。此外，對分子結構參數和共混組份等因素對聚丙烯結晶行為的影響也進行了詳細研究。主要研究內容和結論簡述如下： （1）利用流變學方法系統研究了聚丙烯/乙烯辛烯共聚物（PEOc）共混體系的流動誘導結晶行為。研究發現PEOc相的存在增強了流場對PP結晶速率的影響，共混體系的特徵鬆弛時間隨著PEOc加入量的增加而增加。通過引入新的構象張量本構方程，我們對Coppola單相流動誘導結晶模型進行了拓展，改進後的模型能夠描述兩相體系中PP的流動誘導結晶行為，也能夠很好地描述流動誘導時間隨流場強度的變化。 （2）通過改進基於構象張量構建的流動誘導結晶理論模型，對比了流場作用對聚丙烯結晶過程中成核與晶體生長兩階段速率的影響程度。理論研究表明，儘管相比成核過程，流場誘導作用對PP晶體生長速率的加速程度有限，但要更為精確地描述流動引起的整個結晶動力學過程，在剪下速率較高且熔體溫度較低的情況下，考慮流場對結晶生長速率的影響十分必要。研究結果還顯示，由於分子鏈的鬆弛作用，較低溫度下PP的晶體生長速率受剪下流場的影響要大於較高溫度下PP的晶體生長速率。該模型的理論預測和計算結果與實驗現象和數據能很好吻合。 （3）利用流變儀、廣角X射線衍射、差熱掃描量熱儀和掃描電鏡對PP/OBC/EPDM三元共混體系和長支化PP（LCP PP）/EPDM共混體系的結晶行為進行了研究，分析了採用EPDM增韌時，不同共混體系引起的相形態變化及共混體系結晶行為的變化。研究發現，OBC的存在會誘導PP產生β晶型的結晶，且PP和OBC有一定程度的共結晶行為，對於LCB PP/EPDM體系，長支鏈對PP成核的貢獻遠大於EPDM相界面的貢獻，EPDM本身對相界面PP結晶的促進作用與其共混含量直接相關。
