理论教育 PLLA高压结晶相图分析及优化

PLLA高压结晶相图分析及优化

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:显而易见,PLLA的结晶温度比α′—α晶的转变温度上升得更快,且在低压段PLLA的结晶温度低于α′—α晶的转变温度。由此,我们认为,PLLA的α′晶只在有限的退火温度和压强下形成。由于此次实验压强的限制,超过临界退火温度和压强点后,PLLA结晶行为还未知。但是,我们可以通过高压结晶相图外推其结晶状态。这可能有两个方面的原因,即高压导致的自由体积减少和受限空间的结晶行为。因此,压强提高了PLLA的结晶温度。

PLLA高压结晶相图分析及优化

结合WAXD和DSC的实验结果,我们发现PLLA的结晶行为不仅受到温度的控制,而且还受到压强的约束。在上述研究的基础上,将PLLA的结晶行为用PLLA的高压结晶相图表示(图5-4),其中PLLA在常压下的结晶温度(Tc)和α′—α晶的转变温度(Tα′-α)来源于已有文献。由图5-4可知,随着退火压强的升高,PLLA的结晶温度和α′—α晶的转变温度都升高,但是它们的增加速率不同。显而易见,PLLA的结晶温度比α′—α晶的转变温度上升得更快,且在低压段PLLA的结晶温度低于α′—α晶的转变温度。因此,两条曲线最终交于点C(P C,T C),即存在PLLA的结晶温度与α′—α晶的转变温度重合点。

图5-4 不同温度和压强下PLLA的结晶相图(www.daowen.com)

另外,随着退火压强的增加,α′晶形成的退火温度范围越来越小;同时也在退火压强大于200 MPa时,PLLA直接由非晶态转变为α晶,而没有经过中间晶体α′晶。由此,我们认为,PLLA的α′晶只在有限的退火温度和压强下形成。由于此次实验压强的限制,超过临界退火温度和压强点后,PLLA结晶行为还未知。但是,我们可以通过高压结晶相图外推其结晶状态。另外,由于C点为临界温度和压强的退火点,在该处PLLA可能是α晶、α′晶、非晶,也可能是两者或三者的混合物。

以上的分析结果表明:α′晶PLLA只能在有限的退火温度和压强下形成。这可能有两个方面的原因,即高压导致的自由体积减少和受限空间的结晶行为。一般而言,高压能够有效地减小分子间距离,缩小分子链的自由体积,增加分子间的相互作用,大大限制分子链的运动和滑动,影响分子链在晶核周围的堆砌。因此,压强提高了PLLA的结晶温度。另外,由于非晶相的可压缩率大于α′晶,所以随着压强的增加,结晶温度变化速率大于α′—α晶体转变的速率。

综上所述,曲线P-Tc和P-Tα′-α相交于一点C,这也解释了PLLA的α′晶只存在于P C以下,不能形成于P C以上的原因。

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