聚合物-層狀硅酸鹽(PLS)納米復合材料已經吸引了相當多的關注他們在農業和包裝膜,汽車制造和建筑業的應用潛力。但在物理-機械,熱和阻隔性能的顯著改善顯示與少量無機層狀硅酸鹽的依賴于這些聚合物/有機粘土體系的微觀結構,這還不是很清楚。1,2
最近,研究人員已經證明,流變學可以作為一個功能強大的工具,用于表征PLS納米復合材料的微觀結構。3,4流動誘導結晶,總是在高分子物理的熱門研究課題,也灑在PLS納米復合材料微觀結構的光。流動誘導結晶已將一般歸因于成核過程中,由于流動的提高。一些研究已經得出結論,影響聚合物鏈的取向的任何參數可以對成核過程中的一些效應。5,6粘土片晶,如那些在PLS納米復合材料,可以強化相鄰聚合物鏈'對準,并因此影響結晶。剪切流可以在這里發揮作用。它通常被認為是弱流,但研究人員已經證明,大的剪切速率下可以定向粘土血小板。7,8拉伸流動的粘土對齊的作用也進行了研究。9
目的是通過跟蹤流變行為,非等溫結晶研究,并通過在聚乙烯拉伸流動(PE)調查流動引起的微觀結構的演變/有機粘土納米復合材料,和熔化行為。我們使用的儲能模量的降低(? ')在低頻率值作為指標,該復合材料的三維網絡被打破,并且拉伸流動誘導的粘土取向已經發生(參見圖1)。我們沒有多步剪切的啟動流程測試,以研究,透過拉伸流場演變的微觀結構。我們的結果示于圖2和3為0.1 / s和1 / s的剪切速率下,分別。0.1 / s的剪切速率沒有影響粘土取向。樣本變化只有在壓力過沖,而不是在穩態時,與退火(重組)后,我們看到了一個完整的改造(見圖2)。然而,以1 /秒的剪切速率影響粘土片'方向大致。顯然,不僅是壓力過沖下降,通過拉伸流動的,而且穩態時間減少了,退火后,我們看到50%的微結構改造(見圖3)。我們的結論是,兩者的3D網絡擊穿和粘土對齊,可以通過拉伸流動發生。
圖1。
伸長率場的影響(ωdeno??tes剪切速率下)上的納米復合材料樣品的儲能模量(G')。矩陣:單位重量含有10%的增容劑的線性低密度聚乙烯。Matrix/C5:矩陣與5%的粘土重量。Matrix/C5E10:Matrix/C5以10:1的拉伸比制備。Matrix/C5E20:Matrix/C5在20:1的拉伸比制備。

圖2。
上的剪切伸長率場的影響啟動測試以0.1 / s的剪切速率。

圖3。
伸長場對剪切作用的啟動試驗以1 /秒的剪切速率。

圖4。
非等溫結晶放熱曲線在冷卻速度為5℃/分鐘。

圖5。
絕對結晶度作為溫度的函數,在冷卻速度為5℃/分鐘。

圖6。
對熔體行為伸長流動的效果。

在不同的冷卻速度進行每個樣品的非等溫示差掃描顯微鏡實驗。結果(放熱峰),用于冷卻速度5℃/分鐘從圖可以看出4。結晶度(X Ç)可通過集成的結晶放熱,并通過與100%結晶試樣的熔融焓除以計算。其結果示于圖5?;诎胨テ趫D觀察到5時,拉伸流動對準了粘土片。我們也可以看到通過檢查增加的最終結晶,它反映了面向區域的成核作用。在增加X Ç值顯示通過拉伸流動的三維網破。這些結果證明通過流變學測量獲得的結論。
考慮到膜的樣品的熔化行為冷卻至10℃/分鐘(參見圖6),它可以說是消失肩在115℃,由于粘土片晶的存在,已經出現因為三維網絡破裂,并在119℃的峰值已經轉移到122℃,反映了較厚的lamellaes通過拉伸流動的形成。我們未來的工作將嘗試使用顯微鏡技術來驗證這些結果。
BEHZAD納扎里
緬因大學
貝赫扎德納扎里是化學和生物工程部門內的博士候選人。他的研究興趣主要集中在非牛頓流模型和流變學,聚合物系統,聚合物加工和納米復合材料的物理化學性質。
侯賽因Nazockdast
科技Amirkabir大學
侯賽因Nazockdast是在聚合物工程和色彩技術系教授。他的研究著眼于聚合物加工,流變學,以及納米復合材料。
阿里·阿斯加爾Katbab
科技Amirkabir大學
阿里·阿斯加爾Katbab是在聚合物工程和色彩技術系教授。他的研究興趣包括聚合物加工和納米復合材料。
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