pet结晶速率的研究进展

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1、胡小明王晓艳刘璐冯凯(湖北工业大学化学与环境工程学院，武汉，430068)摘要阐述了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的结晶机理，综述了相对分子质量、残余助剂及末端基、物理老化和应力4个因素对PET结晶速率的影响，并着重介绍了提高PET结晶速率的方法，包括加成核剂、结晶促进剂和与其他聚合物共聚、共混。关键词结晶速率成核剂结晶促进剂共聚ResearchProgressinCrystallizationRateforPETHuXiao-mingWangXiao-yanLiuLuFengKai(CollegeofC

2、hemistryandEnvironment,HubeiUniverstryofTechnology,Wuhan,430068)Abstract:Themechanismofcrystallizationofpolyethyleneglycolterephthalate(PET)waspresented.Theeffectsoffourfactorsaboutmolecularweight,residualadditivesandterminalgroup,physicalageingandstresso

3、nthecrystallizationrateofPETweresummarized,andthemethodsforincreasingcrystallizationrateforPETwereintroducedindetail.Keywords:crystallizationrate;nucleatingagent;crystllizationpromoter;copolymerization聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是1953年由DuPont公司最早实现工业化的线性热塑性半晶聚合物。它成本低、

4、力学性能优异、电绝缘性能突出，同时还具有良好的耐热性和耐腐蚀性等优点，因而广泛用于纤维、薄膜以及饮料瓶领域。但是在PET加工过程中，存在结晶速度慢、注塑成型温度高、成型周期长、尺寸收缩率大等缺点，严重影响它在工程塑料方面的应用和发展。因此，如何有效地提高PET的结晶速率，发挥PET高性能、低成本的优势，是一个亟待解决的问题。才能进一步成长。1.1成核PET晶核的生成包括均相成核和异相成核两个类型。对于均相成核，N-G理论认为主要是分子链通过局部尺寸的扰动克服成核能垒而聚集成晶坯，当晶坯达到足够尺寸便形成临

5、界核；而异相成核则是通过在聚合物熔体中引入的催化剂、无机粒子、离子簇等来吸附分子链段作有序排列而形成晶核。在PET加工过程中，成核剂的引入能够更快地形成临界核，大大地提高其高温成核密度和成核速率，具有很大的应用价值。1.2晶体生长晶体的生长过程取决于分子链段在晶核表面的二次成核速率和晶体生长的扩散速率，与温度结晶机理1根据经典的成核-生长理论（N-G理论）[1]，PET结晶过程分为成核和生长两个阶段。在成核阶段，分子链需要克服成核能垒聚集达到足够尺寸的临界核，并进一步发展成为稳定核，这样晶体密切相关，Ho

6、ffman根据这种关系将结晶分为3种方式：RegimeⅠ,RegimeⅡ和RegimeⅢ。[2]RegimeⅠ发生在高结晶温度，晶体生长速率由成核速率控制；RegimeⅡ发生在较低的结晶温度，结收稿日期：2009-07-08塑料助剂2010年第1期（总第79期）24晶速率由次级成核速率和扩散速率同控制;RegimeШ发生在较低温度，过冷度高，成核速度快，晶体生长速率由扩散速率控制，且Kg（Ⅰ）=Kg（Ⅱ）=2Kg（Ⅲ）。因此，在向PET体系中加入成核剂的同时加入成核促进剂可以提高分子链段的运动活性，加快P

7、ET的结晶。就PET的物理老化对其结晶速率的影响作了大量的研究。Ito[7]通过研究表明PET链构象的变化导致了它的老化，而WangY[8]认为这种构象的变化会引起链段之间的相互缠结，形成晶核从而提高PET的结晶速率。LuX[9]运用差示扫描量热法研究物理老化对PET结晶速率的影响，发现物理老化不是通过提高晶体的成长速率而是通过增加成核密度来加快PET的结晶速率，并认为PET后期结晶速率由热历史决定。2影响PET结晶速率的因素PET的结晶过程十分复杂，除了受自身结构和温度的影响外，还受相对分子质量、残余助

8、剂和PET末端基团、物理老化还有应力等因素的影响。2.1相对分子质量PET相对分子质量大小及分布对其结晶性能具有一定的影响。VanAntwerpen[3]研究表明PET相对分子质量增大，熔体粘度增加，分子链扩散调整更困难，从而导致结晶速度的降低。IsayevAI[4]认为相对分子质量分布越宽，结晶速度越快；而且随着相对分子质量范围的增大，高、低相对分子质量组分间相互作用增大，使得其结晶度降低，球晶尺寸分布变宽。2.2残余助剂和