我团队硕士研究生赵浩远等在李良彬研究员和陈威副研究员的共同指导下,采用同步辐射X射线小角散射和宽角衍射技术(SAXS/WAXS)研究了吹膜加工过程中温度场和流场对聚乙烯结晶的协同与竞争作用。相关研究工作近期发表于ACS Applied Polymer Materials期刊上。
该工作将实验室自行研制的吹膜装置与同步辐射X射线在线技术联用,研究了温度和外部流场对吹膜加工中聚乙烯结晶过程的影响。实验选取了两种对外场具有差异性响应的聚乙烯,即线性(MPE)和长链支化聚乙烯(LPE),进行原位吹膜研究。获得的MPE薄膜呈现出低取向的球晶结构,且不随牵引比(TUR)的变化而变化,而LPE薄膜在高TUR下则具有典型的排核结构。对于低TUR下获得的LPE薄膜,则同时呈现出上述两种晶体形貌。通过对吹膜过程中聚乙烯薄膜微观结构参数演化的进一步分析,我们揭示了吹膜加工过程中三种不同类型的晶体网络演化过程:(i)由温度场诱导结晶(TIC)占主导的过程(MPE); (ii)由流动场诱导结晶(FIC)占主导的过程(高TUR的LPE); (iii)由温度和流场协同作用影响聚乙烯成核和生长的过程(低TUR的LPE)。本文的研究成果有望指导薄膜吹膜工艺的调控和优化,为远离平衡条件下的吹膜研究提供新的思路。以上研究工作得到科技部国家重点研发任务(2016YFB0302500)和国家自然科学基金(51633009、51703217)的资助。
文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsapm.9b00391