液相诱导结晶PC片材的微孔发泡及性能研究

论文摘要

本文采用丙酮溶剂对聚碳酸酯（PC）片材进行液相诱导结晶,成功地制备了结晶PC片材。对结晶PC片材的晶体形态、结构及性能进行了探讨,并研究了其玻璃化温度的变化情况,解释了PC片材经液相诱导可快速结晶的机理。以偶氮二甲酰胺（AC）作为发泡剂,结晶PC片材作为发泡基材,采用模压法制备了微孔发泡结晶PC片材。基于发泡基材的性质和工艺方法特点,探讨了加工参数对模压法微孔发泡结晶PC片材的泡孔结构以及对模压法微孔发泡结晶PC片材的力学性能的影响。采用红外光谱仪证明了丙酮诱导并未影响PC片材的结构,发现诱导后谱带在1289,1308,1460cm-1处略有增强。分别用光学显微镜、扫描电镜（SEM）、广角X射线衍射（WAXD）研究了结晶PC片材的晶体形态及结构。结果表明,PC片材诱导结晶的晶体形态为球晶。得出样品结晶在20=17.1（?）处的主衍射峰在（020）,（201）晶面处,并计算出其晶粒尺寸。通过动态力学粘弹谱仪（DMA）发现PC片材诱导结晶后其玻璃化温度降低了32℃,内耗峰也有所降低。结晶PC片材的力学性能的测试结果表明诱导结晶后PC片材的力学性能受增塑和结晶双重影响,且拉伸强度随结晶时间的增加而增加,但在60min后趋于平稳。对微孔发泡结晶PC片材的泡孔结构及力学性能的研究结果表明：泡孔尺寸随发泡压力、结晶时间和发泡剂浓度的增加而减小,随发泡温度的增加而增加；泡孔密度随发泡压力、结晶时间和发泡剂浓度的增加而增加,随发泡温度的增加先增大后减小；拉伸强度及拉伸模量都随发泡压力、发泡温度、发泡剂浓度的增加而减小,随结晶时间的增加而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 1.1 聚碳酸酯结晶行为研究进展
• 1.1.1 PC热结晶行为
• 1.1.2 添加成核剂的PC结晶行为
• 1.1.3 超临界二氧化碳作用下PC结晶行为
• 1.1.4 溶剂诱导PC结晶行为
• 1.1.5 气相诱导PC结晶行为
• 1.2 微孔发泡塑料研究开发进展
• 1.2.1 微孔发泡塑料加工方法
• 1.2.1.1 （热引导）相分离法
• 1.2.1.2 压缩流体反溶剂沉淀法
• 1.2.1.3 单体聚合法
• 1.2.1.4 超饱和气体法
• 1.2.2 微孔发泡塑料的成型技术
• 1.2.2.1 间歇法
• 1.2.2.2 半连续法
• 1.2.2.3 工业化成型加工方法
• 1.2.2.4 模压法
• 1.3 微孔塑料的最新进展
• 1.3.1 生物医学微孔材料
• 1.3.2 橡胶微孔材料
• 1.3.3 复合微孔材料
• 1.3.4 其它微孔材料
• 1.4 本论文的构思及研究目的与意义
• 1.5 本论文的创新之处
• 第二部分 实验部分
• 2.1 主要原料
• 2.2 实验仪器及设备
• 2.3 结晶PC片材的制备
• 2.4 结晶PC片材的形态及性能表征
• 2.4.1 红外光谱分析（IR）
• 2.4.2 结晶形态表征
• 2.4.3 广角X射线衍射仪（WAXD）
• 2.4.4 动态粘弹谱仪（DMTA）
• 2.4.5 力学性能测试
• 2.5 微孔发泡结晶PC片材的制备
• 2.5.1 发泡剂基材的制备
• 2.5.2 微孔发泡结晶PC片材的成型
• 2.6 微孔发泡结晶PC片材的结构和性能表征
• 2.6.1 泡孔形态的表征
• 2.6.2 微孔结构表征
• 2.6.3 力学性能测试
• 第三部分 结果与讨论
• 3.1 丙酮诱导PC片材的形态与性能
• 3.1.1 丙酮诱导结晶前后的PC结构
• 3.1.2 偏光显微镜观察PC结晶形态
• 3.1.3 丙酮溶剂诱导PC结晶的晶体结构
• 3.1.4 丙酮诱导PC结晶的动态力学分析
• 3.1.4.1 储能模量
• 3.1.4.2 内耗
• 3.1.5 丙酮诱导PC结晶的力学性能
• 3.1.5.1 不同拉伸速率下的应力-应变曲线
• 3.1.5.2 不同诱导结晶时间对力学性能的影响
• 3.2 模压法微孔发泡结晶PC片材的形态结构及性能
• 3.2.1 微孔发泡结晶PC片材的泡孔形态
• 3.2.2 加工参数对微孔发泡结晶PC片材泡孔结构的影响
• 3.2.2.1 发泡压力的影响
• 3.2.2.2 发泡温度的影响
• 3.2.2.3 结晶时间的影响
• 3.2.2.4 发泡剂浓度的影响
• 3.2.2.5 片材厚度的影响
• 3.2.3 加工参数对微孔结晶PC片材力学性能的影响
• 3.2.3.1 拉伸强度
• 3.2.3.2 拉伸模量
• 3.2.3.3 比拉伸强度
• 第四部分 结论
• 参考文献
• 在读期间发表（待发表）的论文
• 致谢