眾所周知,高效的解纏結能夠有效地降低聚合物熔體粘度,降低聚合物加工成型的能耗和難度,同時有效地調控聚合物玻璃化轉變及結晶行為,從而制備得到具備理想性能的聚合物材料,四川大學高分子科學與工程學院先進高分子材料課題組傅強教授在《高分子學報》2018年第8期“祝賀江明院士80華誕”專輯發表的論文中利用哈克旋轉流變儀在一定的溫度和壓力條件下對聚乳酸(PLA)熔體施加應變為正弦變化的振蕩剪切場進而在PLA分子鏈高效的降粘解纏方面取得重要進展。
該工作利用哈克旋轉流變儀在一定的溫度和壓力條件下對聚乳酸(PLA)熔體施加應變為正弦變化的振蕩剪切場,從而對PLA分子鏈進行高效的降粘解纏。結果表明,當溫度為190 °C、樣品厚度為1.5 mm時,PLA熔體在振動頻率和剪切應變分別為3.5 Hz和50%處呈現最佳的降粘效果,其粘度相比于未經處理的熔體粘度下降了3-4個數量級。同時,GPC測試結果表明經過振蕩剪切處理的PLA其分子量基本不變,表明熔體粘度的大幅下降是由PLA分子鏈有效解纏結導致而非分子鏈降解。DSC結果表明,解纏效果最佳的PLA樣品相比于未經處理的樣品呈現出更低的玻璃化轉變溫度和較高的結晶度,進一步證明了熔體解纏的效果。不僅如此,我們研究了不同退火時間(1-30 min)和溫度(180-200 °C)對PLA分子鏈重新恢復纏結的影響,發現隨著退火溫度和時間的增加,PLA在120 °C下等溫結晶的半結晶時間不斷增加,并向未經解纏處理的PLA樣品的半結晶時間不斷靠近,表明振蕩剪切導致的解纏能在低溫度下保持較長時間,在高溫下快速復纏。
該研究成果豐富聚合物分子鏈解纏結的理論體系,為聚合物的實際加工提供更有利的理論支撐。
論文鏈接:http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/2018/8/PDF/gfzxb20180053fuqiang.pdf
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