1.常压实验过程
(1)为避免杂质对PLLA溶液结晶过程的影响,将约150 mL的酒精倒入高压反应釜,用高纯氮气排除空气,加热至180℃,保持约20 min,对反应容器进行清洗。
图7-7 高压反应釜控制装置实物图(左)和偏光显微镜实物图(右)
图7-8 球晶在偏光显微镜下的完全消光的偏光图
(2)反应容器清洗完毕后,用电子秤称取PLLA颗粒0.1 g,放入反应容器中。
(3)以烧杯为容器称量99.9 g的二甲苯,倒入反应容器中,配成质量分数为0.1%的PLLA/二甲苯溶液。(www.daowen.com)
(4)组装实验装置。为避免高温下空气与溶液的反应,通入高纯氮气加压至2~3 MPa,卸压排出气体,如此反复三次。
(5)为使PLLA完全充分溶解,选择Ⅱ挡加热,为使PLLA充分地溶解于二甲苯,加热至165℃,持温约30 min。为避免设备无法及时控温,采用梯度降温,并且每次降温都从加热指示灯闪烁2~3次之后开始。降温顺序为165℃—150℃—140℃—130℃—120℃—110℃—105℃—100℃—95℃。从95℃开始,每次下降1℃,降温至90℃,保持温度,开始计时。
(6)持温10 h后,通过搅拌器对溶液进行搅拌,搅拌速率为40~70 r/min,搅拌时间为60~80 s。
(7)36 h后关闭仪器,停止加热,自然降温至室温。
(8)取出样品,并用锥形瓶盛装。
2.高压实验过程
步骤(1)~(4),(6)~(8)与常压实验过程一样,但步骤(5)中降温至90℃后,要通入高纯氮气加压至15 MPa,保持温度、压强恒定,开始计时。
本实验选择二甲苯作为溶剂的原因是二甲苯具有良好的热稳定性,在高温下不易与高分子聚合物发生化学反应。因为温度为90℃时有利于PLLA的结晶。研究认为在90℃的初期,溶液中的PLLA会逐步形成一种有序的聚集状态,随着时间的增加会形成菱形晶或者截角菱晶。所以若时间太长,形成菱形晶或者截角菱晶,将不利于后续结晶行为的进行,实验发现在10 h左右搅拌,会显著增加PLLA的成核数目,十分有利于PLLA晶体的后续生长。
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