压力流动协同诱导PC快速结晶论文发表于Macromolecules期刊

发布时间:2021-02-19  文章来源:张习习

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        双酚A聚碳酸酯(PC)是一种可结晶聚合物,但由于其极其缓慢的结晶动力学,PC的工业制品总是非晶态。本工作中,我们报道了压力和流动能够协同诱导PC快速结晶。当在压力100 MPa、剪切速率42.8 s-1条件下仅结晶60min时,PC的结晶度就能达到25%,表明其结晶速率非常快,约为常压静态结晶速率的500倍。而当压力或流动单独作用时PC却不结晶,因此,压力和流动之间对于加速PC结晶存在特定的协同效用。压力和流动诱导PC熔体发生spinodal decomposition,PC分子链段进行构象重排形成构象有序结构,为成核提供必须的前提条件。而流动能诱导分子链取向、降低成核能垒进而促进PC熔体成核。特别是,诱导成核的临界剪切速率依赖于所施加的压力,压力越大该临界剪切速率越小。我们扩展了流动比功的概念,以量化压力和流动的共同作用对PC结晶的贡献。结果显示存在临界流动比功:wc(T, P) = (3.9 ± 0.3) × 108 J·m-3,只有当外场做的功达到该值PC才能结晶。本工作的这些发现或许会彻底改变我们对PC和其他类似刚性链聚合物结晶的理解。

 

Xi-Xi Zhang, Shu-Gui Yang, Gan-Ji Zhong, Jun Lei, Dong Liu, Guang-Ai Sun, Jia-Zhuang Xu*, Zhong-Ming Li*. Rapid Melt Crystallization of Bisphenol-A Polycarbonate Jointly Induced by Pressure and Flow. Macromolecules, 2021, DOI: 10.1021/acs.macromol.0c02208.

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