Page 33 - 2018-24
P. 33
研究与开发 毛佩林·PLA/Talc 复合材料结晶动力学研究
图 15 不同含量 PLA/Talc 共混物的等温结晶 DSC 曲线
95℃时 PLA/Talc 共混物的等温结晶峰型比较窄，结 如 图 16 所示 为添 加不 同含 量的 Talc 时，PLA/
晶速率在此温度时较快，随着 T c 的提高，结晶峰型逐 Talc 共混物在不同温度下的相对结晶度对时间的关系
渐变宽，可见 PLA/Talc 共混物的结晶所需时间变长， 曲线。由图 16 可以看出，在相同的 Talc 含量下，达
结晶速率变慢，但 PLA/Talc 共混物的结晶度逐渐增 到一定的相对结晶程度，在 95℃时等温结晶的 PLA/
大，说明在较高的 T c 下 PLA 分子链运动受热运动的 Talc 共混物所需的结晶时间最短，随着 T c 的提高，
影响而过于激烈，使 PLA 分子链不易规整排列参与结 PLA/Talc 共混物的结晶速率逐步降低，结晶时间逐渐
晶 ；同时也说明 PLA/Talc 共混物的等温结晶行为强 增大。
烈依赖于 T c 的变化。在相同的 T c 下( 如 95℃ )，随着 Avrami 方程的一般形式为 ：
n
Talc 含 量的 增加，PLA/Talc 共 混物 等温 结晶 时 结晶 X t =1-exp(-Kt )
放热峰的位置逐渐向低温偏移，结晶峰型变窄，结晶 取上述方程的对数形式 ：
放热焓也随之增加，这说明 Talc 加入到 PLA 基体后， lg[-ln(1-X t )]=nlgt+lgK
在 PLA/Talc 体系中起到了异相成核的作用，所提高 其中，X t 为结晶度，K 指包括成核速率参数和生
的 PLA 成核场所逐渐增多，有利于 PLA 分子链围绕 长速率参数的复合速率常数，n 为 Avrami 指数，与成
Talc 有序排列凝聚过程的发生，导致 PLA 分子链更容 核机理和生长方式有关的参数，等于生长空间维数和
易参与结晶，PLA/Talc 共混物的结晶能力增强，因此 成核过程的时间维数之和，不同成核方式和生长类型
随着 Talc 含量的增加，引起 PLA/Talc 复合体系的结 的 Avrami 指数不同，一般情况下，对于一维生长 ( 针
晶放热峰位置在低温出现，结晶速度加快，异相成核 状晶体 )，异相成核 n 为 1、均相成核为 2 ；对于二维
作用明显且逐渐增强 [10] 。对图 15 中的标准化热流曲 生长 ( 片状晶体 )，异相成核 n 为 2、均相成核为 3 ；
线进行积分，得到 PLA/Talc 共混物等温结晶的相对 对于三维生长 ( 球晶 )，异相成核 n 为 3、均相成核为
结晶度随时间的变化关系，如图 16 所示。 4 [11] 。
2018 第 44 卷 ·19·
年
