动态力学温度谱分析的新方法及其应用——第3部分:动态力学温度谱分析法在PET非晶区结构研究的应用

本文在第1,2部分文章的基础上,以经拉伸、热处理的PET纤维为对象,将动态力学温度谱分析结果应用于PET的非晶区结构的研究。研究结果认为,可用PETα转变的松弛时间分布来描述PET非晶区分子链段运动能力的大小和分布;纤维非晶区取向因子f_α与松弛时间均值及方差存在很好的线性关系,反映了非晶区取向与平均松弛时间之间的密切联系。     

压力衰减法测定CO2在固态聚对苯二甲酸乙二醇酯中的溶解度

利用压力衰减法测定了CO2在固态聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的溶解度。通过差示扫描量热仪(DSC)研究了经CO2溶解后固态PET结晶度的变化并计算了CO2在固态PET非晶区中的溶解度。结果表明:同一温度下CO2的溶解度随着压力的升高逐渐增加,且在低压下(约<8 MPa)溶解度和压力几乎成线性关系,符合亨利定律。而在同一压力下,温度对溶解度的影响不是很大,低压时不同温度下的溶解度几乎相同,高压下温度越高溶解度反而越小。采用Sanchez-Lacombe状态方程关联预测了373.15 K3、98.15 K和423.15 K下的CO2在固态PET非晶区中的溶解度数据,最大关联误差为6.69%。     

铁硼非晶合金冷轧变形前后的X射线衍射研究和径向分布函数(RDF)的测定

作者比较了Fe_(80)B_(20)非晶合金薄带在冷轧变形前后的x射线衍射图谱,冷轧变形使该合金衍射图谱第一峰的峰值稍向小角度方向移动,并使这一峰的宽度稍有增加。作者编制了测定非晶物质RDF的计算机程序,并测定了Fe_(80)B_(20)非晶合金冷轧前后的曲线。在我们实验精度的范围内,未能观察到该合金冷轧前后RDF曲线的变化。     

环氧树脂／玻璃布复合材料的TSC研究

用热释电流法(TSC)研究了环氧树脂/玻璃布复合材料.该复合材料的热释电流谱分别在99、112和163℃对应出现三个热释电流峰即α_(1c)、α_(2c)和ρ_c。研究分析了各峰的归属:α_(2c)峰是由于树脂基体的偶极取向极化产生的,对应于树脂的玻璃化转变;α_(1c)峰是由界面区的偶极极化引起的;ρ_c 峰是由界面区域内的空间电荷极化造成的。     

根据两相声速模量理论测定纤维非晶区取向因素f_(am)的变化

一般的高聚物材料是一种包含有晶相和非晶相的两相体系。众所周知,用X线衍射法可以测定纤维的晶区取向因素f_c,但对于非晶区取向因素f_(am)却还缺乏一种直接和精确的测量方法。在 Moseley 声速取向理论的基础上,Samuels 进一步提出了两相声速模量理论,并推导出以下公式:此处,E_(or)——部分取向试样的实测声速模量;E_(t·c)~0,E_(t·am)~0——分别为试样的晶区和非晶区的特征横向杨氏模量;f_c,f_(am)——试样的晶区和非晶区取向因素;β——试样结晶度。从上式中可以看到,对一定的试样而言,E_(t·c)~0和E_(t·am)~0均为常数,因此只要测出试样的声速模量E_(or)、结晶度β和晶区取向因素f_c,则就可以计算非晶区取向因素f_(am)。我们用高速PET纤维(6000米/分)作为试样,在不同条件下进行紧张热定型处理,然后分别测定E_(or)、β和f_c,并进一步计算f_(am)。从实验结果可以得到三点结论:1.随着热定型温度的提高,试样的结晶度提高,但同时非晶区取向因素f_(am)随之下降.2.f_(am)随着热处理中对试样施加张力的增加而增加,且两者呈线性关系;3.f_(am)随张力而变化的曲线的斜率,在不同的温度下有所不同,温度增高,曲线的斜率也增大。     

研究聚合物Sub-Tg存放的一种新方法

测定了非晶和双拉聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在Sub-Tg存放过程中的热释电流谱(TSC Spectra)。研究了Sub-Tg存放机理。实验表明:被冻结的偶极热松弛电流随存放时间的变化规律与力学测试结果有良好的对应性。     

PET-云母复合体系的双重Tg转变

本文用粘弹谱仪、x射线衍射、DSC研究了PET—云母复合物的Tg区域的多重转变等松驰转变行为,探讨了加工、云母填充对PET—云母材料性能影响的分子运动机理。不同热历史(如不同成型条件、热处理等)使聚合物分子形成不同链段运动;处于高温位的Tg(u)其运动单元是受结晶、内应力、填料作用影响的非晶区链段。     

手征幺正方法讨论a_1(1260)性质

在手征幺正方法下,研究了强子共振态的三角奇异性.主要讨论了由a_1(1260)到π~+f_0(980)和π~+ρ~0的三角奇异衰变机制、参数变化对衰变不变质量分布、衰变宽度和微分散射截面的影响.通过对研究结果的分析,成功解释了1420 MeV峰的来源,及COMPASS实验a~+_1(1260)→π~+f_0(980)和a~+_1(1260)→π~+ρ~0的衰变分支比.因此,COMPASS实验中1420 MeV峰并非一个新共振态,而是a_1(1260)三角奇异衰变机制的产物,并且在衰变过程中,看到了一个高于其名义质量200 MeV的峰值.该文讨论的三角奇异衰变机制有助于以全新视角重新审视粒子数据表的共振态实验数据.     

PC/PET/EPDM共混体系的形态结构

用WAXS和SAXS研究了PC/PET/EPDM共混体系的形态结构。结果表明,PC,EPDM导致PET的晶片厚度、非晶层厚度及长周期增加,但不影响晶胞尺寸及夹角。该共混体系为晶区与非晶区界面分明的两相体系。     

椭偏光法研究离子注入层(二) 椭偏光法研究硅中离子注入层的损伤分布、增强腐蚀效应和热退火过程

本文包括三个方面:(一)比较了用剥层椭偏光法和背散射法测得的注P~ 硅中的损伤分布.实验结果表明,当注入剂量为5×10~(14)/厘米~2、10~(15)/厘米~2及10~(10)/厘米~2时,注入区形成了不同厚度的非晶层,且由椭偏光法测得的非晶层厚度及分布区域与由背散射沟道分析法测得的符合很好;在注入剂量为2×10~(14)/厘米~2的较低剂量时,未形成非晶层,从椭偏光法测得的损伤峰位置亦与背散射法所得结果一致.(二)用椭偏光法研究了注As~ 硅表面层的离子注入增强腐蚀效应.文中提出了一种较精确地测量注入层腐蚀厚度的方法,并测得注As~ (剂量为10~(15)/厘米~2)的硅注入层在温度为43℃到45℃的23%稀释HF酸中增强腐蚀速率为6.5埃/分到22埃/分.(三)用椭偏光法研究了注入10~(15)/厘米~2As~ 的硅在500℃下的热退火过程.实验证实了离子注入引起的非晶层在热退火时发生固相外延.用剥层椭偏光法测量经过热退火后的注入区,发现△和ψ值都较正常硅的低,ψ最低可达9.2°,其原因还有待进一步研究.     

冰升华法中NaNO_2和KNO_2的混合非晶成分

采用冰升华方法制备由可溶盐NaNO2和KNO2混合构成的非晶. 当n(NaNO2)∶ n(KNO2)=1∶ 1时, 生成产物的非晶衍射峰相对强度最大; 随着NaNO2摩尔分数的增加, 其短程有序由6.7 nm减至4.8 nm, 当n(NaNO2)∶ n(KNO2)=2 ∶ 1时, 其短程有序为3.7 nm, 这是由于形成了不同于纯NaNO2或KNO2非晶的新非晶结构所致.     

PET固相缩聚前后的结晶行为

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)固相缩聚过程存在聚合反应与结晶偶合的现象。利用自制的固相缩聚实验装置结合差示扫描量热法(DSC)对PET固相缩聚反应中的结晶行为进行了研究。结果表明:DSC升温速率增加使PET冷结晶峰温度明显升高,结晶峰面积减小,而熔融峰温度和面积随升温速率的变化很小;等温结晶时不同结晶温度的结晶形态存在差异,结晶形态取决于温度和结晶历史;PET固相缩聚过程中结晶度随反应温度和反应时间的增加而增加,并且缩聚反应的进程促进新结晶体的生成。     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金. 结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区. 非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出. 483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi. 503K退火时进一步析出La和未知相. La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

PET纤维结晶度和晶粒大小的研究

大角X射线衍射法估算纤维的结晶度和晶粒表现尺寸时,一般采用的方法是把归一化的衍射强度曲线分解为一个以多项式表示的非晶部分散射曲线及几个以高斯函数和柯西函数组合起来表示的结晶峰;分峰之后,试样的结晶度一般用峰面积结晶度即解析峰下面经归一化的散射对未经解析而归一化的曲线下的总散射的面积比率求得.结晶表现尺寸从相应的结晶峰半高宽求得.但上述的分峰方法得不到分峰结果的唯一解.本研究工作采纳前人提出的PET结晶样品X射线衍射强度曲线所包含的非晶部分曲线的一系列理论和经验的假设,作为物理制约条件,进而与数学上的满足条件相结合,在进行分峰时,可以解出数学上符合δ<3%的精度、物理意义上符合客观存在的解.并通过对PET纤维的研究,对上述方法作了证实.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯的热释电(TSC)

測定了聚对苯二甲酸乙二酵酯——滌綸薄膜(50%結晶度)室溫以上的热释电仁偷缱V图显示了两个电流峰:α峰及ρ峰。用变化极化溫度?鐖龅姆椒ㄨa别出:α峰为主鏈鏈段运动所貢献,而ρ峰由空間电荷退极化貢献。此結果又从动态力学測試及不同結晶度的滌綸样品对峰位的影响中得以补充証明。由实驗数据計算了α松弛的活化能及松弛时間常数等分子运动参数。     

冰升华法中NaNO2和KNO2的混合非晶成分

采用冰升华方法制备由可溶盐NaNO2和KNO2混合构成的非晶. 当n(NaNO₂)∶n(KNO₂)=1∶1时, 生成产物的非晶衍射峰相对强度最大; 随着NaNO2摩尔分数的增加, 其短程有序由6.7 nm减至4.8 nm, 当n(NaNO₂)∶n(KNO₂)=2∶1时, 其短程有序为3.7 nm, 这是由于形成了不同于纯NaNO₂或KNO₂非晶的新非晶结构所致.      

Co_(78-x)Fe_xSi_8B_(14)系非晶薄带的晶化动力学

我们用测量在高温区电阻率随温度变化及差热分析(DTA)方法,研究了非晶簿带Co_(78-x)Fe_xSi_8B_(14)(x=5、10、20、30、40原子百分比)的晶化动力学。从300K到1000K非晶合金的电阻率(ρ)随温度(T)的变化曲线,在形式上是相似的,晶化前都有dρ/dT>0,在晶化期间电阻率的突变量Δρ也相近。晶化温度T_c,在750K到830K之间,而Δρ在29到34μΩ—cm之间。实验还表明,晶化后这些合金的矯顽力有相当大的增加,高到100—200奥斯特。DTA曲线,在720—830K之间有两个明显的放热峯。它所显示出的两个明显的阶段表明晶化时有两种晶相析出。在晶化温度附近,我们还测量了Co_(58)Fe_(20)Si_8B_(14)非晶簿带的电阻率随时间的等温变化。并根据退火曲线和Arrhenius关系,估算了其激活能为80千卡/摩尔。     

线型聚酯的结构对介电损耗及体积电阻的影响

本文研究了八种聚酯的介电损耗角正切(tgδ)、体积电阻率(ρv)与结构的关系,实验证明;①链的柔顺性增加,介电损耗峰温度(t 极大)降低,结晶程度影响很小;②tgδ的大小依赖于链节中偶极基团浓度和不对称性的增加;③晶态的聚酯和非结晶性聚酯不同,在1gρv-1/T 关系中,T_m 附近有一拐折点.     

Co51Fe18Nb6Si15B10纳米晶合金磁导率与温度的关系

采用Hopkinson效应分析方法和X射线衍射技术,研究了退火温度对非晶Co51Fe18Nb6Si15B10合金初始磁导率μi与温度的关系及微观结构的影响.实验发现:μi-t曲线的变化呈现四种类型:Hopkinson峰、圆滑峰、长尾特征和单调上升特征;微观结构的转变可分为三个阶段.根据单相非晶合金和双相纳米晶合金在升温过程磁性参量的变化,讨论了α-Fe(Co)纳米晶相的体积分数,剩余非晶相及纳米晶粒间的铁磁交换耦合对初始磁导率与温度关系的影响     

Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金的制备及其低温弛豫行为

采用单辊快速凝固技术,以4种冷却速度制备Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金,并在Tg以下进行低温退火.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)及扫描电镜(SEM)研究该合金的非晶形成能力、热稳定性及低温弛豫过程中的结构特征.结果表明,该非晶合金的过冷液相区宽度△Tx和约化玻璃转变温度Trg最大值分别为41.05 K和0.517 1,且随冷却速度的提高,△Tx表现出增大趋势,说明其非晶形成能力和热稳定性逐渐提高;低温退火时随退火温度逐渐升高,其非晶漫散射峰最大强度所对应的20值逐渐增大,表明原子的邻间距逐渐减小,非晶内部发生结构弛豫,导致拓扑结构不稳定性降低.