近年来,聚合物复合材料得到越来越多的应用。由于聚合物具有半结晶性,对其晶体形貌的调控对于复合材料的性能有着重要影响。杂化串晶结构是由具有成核作用的外加或者原位形成的纤维状填料诱导形成的高度取向的晶体机构,可以有效提高复合复合材料的力学性能。在杂化串晶结构的形成机理研究中,纤维的尺寸有着重要的作用,即纳米界别的纤维可以诱导杂化串晶的形成,大尺寸的纤纤维表面只能诱导无规片晶或者无法诱导规整片晶的形成。为了研究纤维直径对于界面杂化晶体的影响,我们制备了纳米到微米级别的PA6纤维。本工作中,随着纤维直径的减小,纤维对聚合物分子链的的运动能力限制作用越来越明显,这有利于高度取向结构的形成和保留。随着纤维直径的增大,其表面的HDPE片晶的生长方向开始由规整向多方向发展。当纤维直径达到2.2 μm时,其表面仍具有局部成核能力,形成局部的杂化晶体结构,展现出与碳材料体系中不同的尺寸依赖性机理。本研究为调控聚合物加工过程中的晶体形貌提供了新的解决思路和方法。
Lei Liu, Yan-Hao Huang, Dan-Dan Xie, Li-Bo Chen, Rui Chen, Zheng-Ying Liu, Wei Yang, Ming-Bo Yang*, Role of controlled diameter of PA6 fibers on formation of interfacial hybrid crystal morphology in HDPE/PA6 microfibril blend, Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 58, 21, 9056-9064