为了进一步了解压强对PLLA结晶形貌的影响,对不同压强下退火的PLLA进行了断面的微观形貌的表征。图5-5为不同退火条件下PLLA样品的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)照片。从图中我们可以看出,常压130℃退火的样品断面比较密实、紧凑,具有凹凸不同的褶皱,且具有能够分辨的球晶结构[图5-5(a)]。而高压退火的PLLA却与之完全不同。高压退火的样品多为有序的片状晶体排列,层状清晰可见,晶层厚度较薄[图5-5(b)和(c)]。
对于100 MPa,130℃结晶的PLLA,其断面形貌与其他PLLA的形貌完全不同,断面为许多薄片晶体排列的无序的层状结构,像风化的页岩石[图5-5(d)]。对比常压130℃样品,高压显著地改变了PLLA的结晶形貌。这可能是由于高压降低了分子链的流动性,抑制了PLLA球晶的生长,而促进了折叠链片晶的形成。
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图5-5 100MPa下不同退火温度的PLLA样品的SEM照片[(a)为常压下130℃退火结晶的PLLA;(b)~(d)为100MPa下95℃,115℃和130℃退火结晶的PLLA]
通过对不同退火压强和温度条件下非晶PLLA结晶行为的研究,我们发现PLLA的结晶状态受压强的调控。DSC和WAXD的研究结果表明:PLLA的结晶温度随压强的增加而增大,α′晶体只存在于低于200 MPa范围内,当压强超过200 MPa时,非晶PLLA将直接转变为α晶体。实验获得了PLLA高压退火结晶的高压相图,为研究PLLA的晶型转变和制备提供了实验依据。通过对不同退火条件下PLLA样品断面微观形貌的表征,发现高压退火的PLLA样品多为层状晶体,而常压退火多为球晶结构,我们认为是高压降低了PLLA的结晶速率和PLLA在受限空间的分子链运动导致的。这些研究结果对PLLA结晶结构和转变规律的认识具有重要的意义。
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