高分子結(jié)晶行為是高分子材料加工過(guò)程研究的熱點(diǎn),因?yàn)楦叻肿咏M分和加工工藝控制著高分子結(jié)晶及其產(chǎn)物性能。差示掃描量熱儀(DSC)是研究高分子結(jié)晶動(dòng)力學(xué)常規(guī)手段。但是,普通DSC所能達(dá)到的最快降溫速率一般無(wú)法抑制較快的樣品結(jié)晶,結(jié)晶行為將在等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)測(cè)試之前發(fā)生,因此可進(jìn)行等溫結(jié)晶的研究溫度范圍局限于較低結(jié)晶過(guò)冷度的高溫區(qū)域。近年來(lái),具有超快速升降溫掃描速率和精準(zhǔn)控溫的快速掃描芯片量熱儀(FSC,其商業(yè)化版本Flash DSC 1)得到了廣泛應(yīng)用。FSC可以抑制高分子樣品在升降溫過(guò)程中的結(jié)晶成核,避免對(duì)之后的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)測(cè)試產(chǎn)生影響。因此FSC技術(shù)將高分子結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的研究溫度區(qū)間延伸至具有較大過(guò)冷度的低溫區(qū),加深了我們對(duì)高分子結(jié)晶成核機(jī)理以及高分子工業(yè)加工過(guò)程的理解。本文首先介紹了由初級(jí)成核方程描述的高分子結(jié)晶動(dòng)力學(xué)原理,初級(jí)成核自由能位壘(?G^*)和擴(kuò)散活化能位壘(?U)分別控制了高低溫區(qū)的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。我們還總結(jié)了FSC技術(shù)的發(fā)展,包括氮化硅薄膜芯片技術(shù)、快速掃描量熱儀、商業(yè)化Flash DSC 1在不同高分子結(jié)晶熔融行為研究中的應(yīng)用。然后介紹表征高分子等溫結(jié)晶動(dòng)力...

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【部分圖文】：

圖12(a)PLLA半結(jié)晶樣品在152°C退火不同時(shí)間的熔融曲線圖；(b)PLLA半結(jié)晶樣品和(c)在152°C退火1000s后的AFM圖

圖11不同低溫退火條件下左旋聚乳酸在120°C結(jié)晶10min的POM結(jié)晶形態(tài)圖81最近，呂瑞華等人采用了FSC技術(shù)和AFM聯(lián)用的分析方法，對(duì)左旋聚乳酸的α’-α晶型轉(zhuǎn)變機(jī)理進(jìn)行了研究80。首先通過(guò)FlashDSC1將左旋聚乳酸熔體淬冷至90°C等溫600s，獲得α’半....

圖3FlashDSC(左上)和芯片擺放(右上)、樣品轉(zhuǎn)移(左下)及樣品池薄膜(右下)的照片圖

商業(yè)化FlashDSC設(shè)備推出的早期，Mathot及其合作者系統(tǒng)地研究了FlashDSC1芯片傳感器溫度的校正31，超快掃描速率帶來(lái)的熱滯后效應(yīng)的檢驗(yàn)，儀器掃描曲線可重復(fù)性的驗(yàn)證，以及升溫和降溫在不同氣體條件下的真實(shí)速率及其掃描溫度范圍等方面32。隨著FlashDSC1....

圖4尼龍6(PA)在不同消除熱歷史溫度條件下降溫結(jié)晶的熔融曲線圖

如圖4所示42，在低于尼龍6熔融溫度的200°C等溫0.2s時(shí)，熔體中仍然存在晶核或晶體，在以-40K·s-1降溫過(guò)程中，殘余晶體提供自身晶體表面或晶核進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，降溫結(jié)晶會(huì)因?yàn)榻Y(jié)晶成核自由能位壘降低而提前發(fā)生。在之后的速率為6000K·s-1的升溫曲線上，可以發(fā)現(xiàn)其對(duì)應(yīng)....

圖5iPP不同降溫速率下的降溫曲線圖

圖6顯示了V30G熔體以超過(guò)臨界降溫速率淬冷后，再次以不同升溫掃描速率的加熱曲線圖36�？梢园l(fā)現(xiàn)冷結(jié)晶發(fā)生在低速升溫過(guò)程中，隨后的熔融峰面積和冷結(jié)晶峰面積近乎相等。升溫曲線上的冷結(jié)晶峰和熔融峰隨著升溫掃描速率的增加而向高溫區(qū)移動(dòng)，然后在30000K·s-1的升溫速率下消失，說(shuō)明....

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