理论教育 PLLA溶液在活塞圆筒中的结晶情况分析

PLLA溶液在活塞圆筒中的结晶情况分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了研究高压对PLLA等温结晶行为的影响,分别在不同条件下对样品进行了制备。

PLLA溶液在活塞圆筒中的结晶情况分析

1.PLLA溶液结晶实验

聚左旋乳酸(PLLA),纯度大于99.5%,Mw=67000,分子质量分布指数小于1.4,Segma-Aldrich公司生产;二甲苯,相对分子质量为106.17,纯度为99%,沸点在136~140℃,天津风船化学试剂科技有限公司生产。采用拉曼光谱仪(Raman)和红外光谱仪(FT-IR)对样品的结构进行表征;采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品的形貌进行表征。

溶液制备:为了尽量避免溶液内过多杂质或离子造成PLLA的异质成核,首先将对二甲苯通过蒸馏的方法进行提纯。然后,配制溶液浓度为0.1wt%的PLLA/对二甲苯的混合溶液,室温放置12 h以上,确保PLLA溶解均匀,最后将其倒入内径为24 mm,深度为5 mm的铝盒内。

样品制备:利用两面顶压机对PLLA/对二甲苯溶液进行高压实验,图7-3为样品组装示意图。其中,采用电阻丝加热套提供外加热,样品的温度可由热电偶直接测量得到,样品压强由油压换算得到。首先将装满溶液的铝盒按照图7-3的方式组装后,再把整个装置至于两面顶压机上。

高压结晶:PLLA在极稀二甲苯溶液中的单晶生长速率较慢,一般分为培育期(90℃时约10 h)和生长期。为了研究高压对PLLA等温结晶行为的影响,分别在不同条件下对样品进行了制备。

(1)常压等温结晶:先将活塞圆筒预压至0.2 MPa(预压为防止加热时溶液膨胀溢出),然后将样品加热至128℃,并保持30 min,使PLLA样品完全溶解于对二甲苯溶液;然后降温至90℃并保持不变,进行15 h的等温培育和结晶;最后降温,回收样品(PLLA-1)。(www.daowen.com)

图7-3 聚左旋乳酸样品高压结晶装置示意图

(2)高压等温结晶:先将活塞圆筒预压至0.2 MPa,然后将样品加热到128℃,并保持30 min,使PLLA样品完全溶解于对二甲苯溶液;然后将样品加压至500 MPa,并降温至90℃,保持温度和压强不变,进行15 h的等温培育和结晶;最后降温卸压,回收样品(PLLA-2)。

(3)高压诱导等温结晶:先将活塞圆筒预压至0.2 MPa,然后将样品加热到128℃,并保持30 min,使PLLA样品完全溶解于对二甲苯溶液;降温至90℃并保持不变,等温培育10 h后,加压至500 MPa并保持不变,继续等温结晶5 h;最后降温卸压,回收样品(PLLA-3)。

2.PLLA结晶结构的表征

将回收的样品滴至硒化锌玻片上,对二甲苯自然挥发,在玻片上形成一层PLLA的薄膜,通过拉曼光谱仪(Renishaw,英国雷尼绍)和红外光谱仪(Nicolet-V66,美国尼高力)进行晶体结构的分析。采用对二甲苯将回收的样品溶液稀释至适当浓度,取适量滴至覆盖碳膜的铜网上,待溶剂挥发后,采用透射电子显微镜(JSM-2100UHR,日本电子)观察样品的结晶形态。由于回收样品较少,没有进行XRD和DSC的检测和分析。

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