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farming

木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】 为什么纳米粒子加到一定程度PET 的Tg会下降的厉害呢?

在两相共混(PET and PP)的高分子中加了纳米,纳米都分布在PET 中。用DMTA的损耗角的峰值表征PET的薄利转 当纳米含量不高时, PET 的Tg是提高的,通常的解释是纳米的加入限制了分子连的运动从而提高了玻璃转化温度。但是当纳米的含量增加到5%时,PET的Tg比原来下降了8度。通常玻璃转化温度的提高和降低都是根据分子连运动的限制与加强来表征的。


可是这里为什么纳米加到一定程度PET 的Tg会下降的厉害呢

[ Last edited by mengbaiyang on 2008-8-21 at 12:53 ]
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wonderful_me

捐助贵宾 (职业作家)

★ ★
farming(金币+2,VIP+0):thanks for your suggestion
是熔融共混么?最可能的原因是纳米例子的表面处理剂诱导PET降解。
聚酯类的材料通常在路易斯降解是很厉害的。
否则从流变的角度出发,Tg应该是随填料含量增多而增加的。
这里涉及到了分子链段运动受限和降解谁占控制地位的问题。

[ Last edited by wonderful_me on 2008-7-29 at 21:49 ]
陌上浅笔,静悟流年,时光清浅,岁月留香。
2楼2008-07-29 21:46:33
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farming

木虫 (著名写手)

是熔融共混, 但是纳米粒子表面没有特别的处理,而且如果因为纳米导致表面降解,可是为什么加少量的纳米PET的Tg还是提高的呢
3楼2008-07-29 21:57:00
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qd-laowang

至尊木虫 (知名作家)

★ ★ ★ ★ ★
farming(金币+5,VIP+0):thanks for your suggestion
偶以前捣鼓过纳米粒子对基体高分子玻璃化温度影响,低含量时,分散相对均匀,与大分子作用良好并起到成核剂作用,估计结晶度会适当的提高,同时通过促进结晶也相对提高了对链段的运动限制,玻璃化转变温度适当提高;含量提高了,虽然有成核作用,但在结晶生长过程中阻碍链段运动,估计结晶度会下降了,另外非晶区含量提高,链段运动性增强,Tg下降。
目前的国外文献中,一般情况下Tg升高,但也有Tg下降的;象楼主这样的一会升一会降低的文献也有;不是很好分析,无论怎么说,最终还得从链段运动性能的角度进行分析吧,一般都是是自原其说,如果有条件,楼主也进行必要的表征;通过多种方式表征Tg,重点考核界面质量。
4楼2008-07-29 23:15:26
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wonderful_me

捐助贵宾 (职业作家)


chentp(金币+1,VIP+0):鼓励交流,欢迎常来高分子版:)
楼上的说法是有争议的。
“含量提高了,虽然有成核作用,但在结晶生长过程中阻碍链段运动,估计结晶度会下降了,另外非晶区含量提高,链段运动性增强,Tg下降。”
确实,含量高了后阻碍了结晶,使得非晶区含量增加。但是个人认为,非晶区含量增加后只会使得Tg峰变强,比如从DMA图谱中可以看出。但Tg值一般不会变,因为Tg与可运动的分子链段长短有关。可运动空间减小会升高Tg,但达到足够分子链段运动时则与空间大小无关。
而PET本身结晶速度非常慢,甚至有时在加工过程中几乎来不及结晶。
陌上浅笔,静悟流年,时光清浅,岁月留香。
5楼2008-07-29 23:56:45
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qd-laowang

至尊木虫 (知名作家)

引用回帖:
Originally posted by wonderful_me at 2008-7-29 23:56:
楼上的说法是有争议的。
“含量提高了,虽然有成核作用,但在结晶生长过程中阻碍链段运动,估计结晶度会下降了,另外非晶区含量提高,链段运动性增强,Tg下降。”
确实,含量高了后阻碍了结晶,使得非晶区含量增 ...

偶认为,非晶区含量提高后,Tg的信号是比较强的;纳米含量提高后,在晶的结晶过程中会影响链段的运动,对于结晶是不利的,并由此导致结晶度的下降;理论上讲,Tg与链段长度是有关系的,但另一方面Tg的大小与其运动所受的束缚作用也有影响,如链两端的、界面处的、与纳米粒子相临近的,这些的运动性与基体中的链段是不一样的,并由此导致Tg会发生一定偏移,毕竟,Tg是个统计数据。
6楼2008-07-30 08:24:40
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qd-laowang

至尊木虫 (知名作家)

引用回帖:
Originally posted by farming at 2008-7-29 21:44:
在两相共混(PET and PP)的高分子中加了纳米,纳米都分布在PET 中。用DMTA的损耗角的峰值表征PET的薄利转 当纳米含量不高时, PET 的Tg是提高的,通常的解释是纳米的加入限制了分子连的运动从而提高了玻璃转化温度 ...

昨日未详细看帖子,就答复了,原来楼主捣鼓的是个共混体系,偶再说几句吧,这个体系偶没做过,根据经验说几句,仅供参考。
不知道楼主这样做的目的是什么,在PET/PP中加入纳米的目的是什么,偶感觉PET/PP是个极不相容的体系,属于极性与非极性高分子体系的混合,两相的分离是比较严重的;其实国外几年前就有人将粘土加入极不相容体系,在处理得当的时候,可大大改善极不相容体系的界面相容性,并减少分散相的尺寸,增强界面处大分子链的扩散运动。从这个角度看,如果纳米粒子对于PET/PP这个体系起到了类似作用,则会导致分散相细化,界面面积大幅度地增加,界面处链段的相互渗透和扩散得以加强,界面层中的PET链段运动性明显加强,从这个角度上,对于纳米含量5%的时候,Tg下降幅度大,似乎可以理解了。
当对于在纳米含量低的时候为什么会下降,还得重复下实验,结合其它数据再解释。
7楼2008-07-30 08:33:12
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david_well_xu

金虫 (小有名气)

做TG测试一定要保证所取的样品有能代表你的共混体系!
纳米添加剂由于其表面活性很高,易于团聚,不知楼主的纳米添加剂是否在共混材料中均匀分布了?如果纳米添加剂没有分散均匀,就会造成局部的含量偏大或减小,这样做出的测试就没有规律性。
建议楼主在做共混挤出时采用剪切强度较大的锥形双螺杆挤出机多挤几次或用其他办法来提高其共混分散效果。
做个电镜来看下体系的分散共混效果
8楼2008-07-30 08:42:36
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david_well_xu

金虫 (小有名气)

对了用DSC做测试时,楼主的一定要用相同的升降温速率
9楼2008-07-30 08:48:36
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farming

木虫 (著名写手)

真的很感谢大家的意见。
我再详细说一下我的体系。我加的纳米粒子直径有300nm,其实应该算微米粒子了。分散没有问题,是用双螺杆的挤出机做的,粒子尺寸比较大所以团聚也不厉害。

老王提到的向共混体系中加粘土类物质,对两相起到相容作用,大大降低分散相尺寸。这类文章我也看了好多。但是对于我比较了没有加纳米的PET/PP体系,低含量纳米的PET/PP体系和高含量纳米的PET/PP体系。PET是分散相, 它的尺寸变化不大。而且纳米粒子全都分布在PET中, PP相中一点都没有。

我最大的疑问是纳米高含量是界面的面积和低含量相比也没有明显的变大,为什么Tg却下降了8度呢。

另外我在扫描电镜中看到,PET 相明显的被300nm的粒子损坏了。大家可以参照照片。不知道这个照片是否能够提供解释。谢谢大家
10楼2008-07-30 16:59:42
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