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摘 要

通过对照实验探究双亲分子对HDPE结晶性能的影响，由多组实验的对比，探讨出双亲分子的加入以及不同的双亲分子在HDPE结晶过程中的作用。实验部分由共混制片和表征两部分组成：将不同种类的双亲组分（脂肪醇聚氧乙烯醚）与聚乙烯进行共混，通过双螺杆挤出机挤出造粒并压制成薄片作为测试样品，探究不同种类的双亲分子对聚乙烯结晶性能的影响；将最佳配方以及工艺条件下制得的样品进行表征。包括X射线衍射分析、差热扫描热分析等。通过表征得到的图表进而讨论出双亲分子在PE结晶结晶过程中，对于晶粒大小、结晶熔融行为与结晶度的影响。

结果显示脂肪醇聚氧乙烯醚中平平加O系列加入HDPE结晶过程后。HDPE与HDPE/平平加O的结晶物质组成相同。结晶温度对于HDPE 的影响为温度越高，结晶速率越低。结晶速率降低，半结晶时间延长。

关键词：高密度聚乙烯 脂肪醇聚氧乙烯醚 结晶

The effect of amphiphilic molecules on the crystallinity of PE

Abstract

Effects of amphiphilic molecules on HDPE crystallization properties were investigated by control experiments. The addition of amphiphilic molecules and the role of different amphiphilic molecules in HDPE crystallization were studied. The experiment was composed of blending and characterization. Different kinds of amphiphilic components (Primary Alcobol Ethoxylater) were blended with polyethylene. including XRD analysis and DSC analysis, etc. Furthermore, the effect of amphiphilic molecules on grain size, crystallization melting behavior and crystallinity during PE crystallization was discussed.

The results showed that O series of Primary Alcobol Ethoxylate was added to HDPE crystallization process. The HDPE is the same as the crystalline substance composition of HDPE/ plain plus O. effect of crystallization temperature on HDPE is that the higher the temperature, the lower the crystallization rate. the crystallization rate decreases and the semicrystallization time is prolonged.

Key words：PE；Primary Alcobol Ethoxylate；crystallize

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 双亲分子的种类与作用 1

1.1.1 双亲分子与表面活性剂 1

1.2 脂肪醇聚氧乙烯醚 3

1.3 异质相对结晶性聚合物的影响 1

1.3.1 稻壳粉对PE结晶性能的影响 1

1.3.2 竹粉对PE结晶性能的影响 1

1.3.3 纳米金材料对PE结晶性能的影响 2

1.3.4 总结 2

1.4 高分子结晶的基本理论 3

1.4.1 高分子结晶的热力学理论 3

1.4.2 高分子结晶的动力学理论 4

1.5 拟开展的研究内容和预期目标 6

1.5.1 本课题要研究或解决的问题： 6

第二章 总体方案设计 7

2.1 实验的仪器和原料 7

2.1.1 实验仪器 7

2.1.2 实验原料 7

2.2 实验方案与方法 8

2.2.1 样品的制备 8

2.2 产物的性能的测定 9

2.2.1 X-射线衍射（XRD）分析 9

2.3 实验流程图 10

第三章 实验结果和讨论 11

3.1 脂肪醇聚氧乙烯醚/聚乙烯共混物的晶面间距与结晶度 11

3.1.1 布拉格方程 11

3.2 结晶温度对脂肪醇聚氧乙烯醚/聚乙烯共混物等温结晶的影响 14

3.3 脂肪醇聚氧乙烯醚/聚乙烯共混物的等温结晶动力学研究 16

3.3.1 Avrami结晶动力学分析 16

第四章 结论与展望 22

4.1 预期结论 22

4.2 未来展望 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 引言

1.1 双亲分子的种类与作用

1.1.1 双亲分子与表面活性剂

双亲分子涵盖范围甚广，就本科阶段所学，我们计划选择以表面活性剂这一大类选择实验相关的双亲分子组分。

介于表面活性剂离子所具有的属性以及他们在溶液中的一些表现，我们根据经验认为表面活性剂具有使材料表观界面的属性游离于有序和无序的状态之间，即在存在胶束（有序）或是表面活性剂分子/离子（无序）。^[1]特殊情况下，表面活性剂会以反胶束的状态溶于非极性的溶剂或介质当中。

双亲分子是由非极性段与极性段组成的一种小分子助剂，其分子结构有别于传统的成核剂。双亲分子之所以能够降低油水界面张力，就是由于双亲分子同时拥有易与水相结合的亲水段和易与油相结合的亲油段可以在界面间进行吸附。表面活性剂最为大众所熟知的便是日常生活中的洗洁精、洗衣粉的主要去污成分，而由于表面活性剂其他的优秀属性，在精细化工领域的所有相关行业都会有表面活性剂的身影出现。本文采用脂肪醇聚氧乙烯醚，其分子中的醚键稳定，不易被非中性物质破坏，且由于亲水基团的存在，故脂肪醇聚氧乙烯醚的水溶性较好。在对高密度聚乙烯的改性过程中，脂肪醇聚氧乙烯醚不仅可以作为乳化剂和成核剂，同时连接着PE与改性材料，使聚乙烯具有我们所希望获得的相关性能。

在表面活性剂类目下，又有如下分类：

1.1.1.1 阴离子表面活性剂

阴离子表面活性剂的分类方法有多，如结构、亲水基团等。如果按照结构进行分类，那么可以将阴离子表面活性剂分为四大类，分别为羧酸、磺酸、硫酸酯、磷酸酯四种盐类物质。按其分子链上的亲水端则只有两个种类即硫酸酯盐和磺酸盐。实际应用中，阴离子表面活性剂与络合剂进行复配，在硬水与土壤污染问题上可以通过去除Ca、Mg离子的方法，能够更有效地进行解决。

这里值得一提的是，非离子型表面活性剂通过与磷酸酯化后，产生的两性表面活性剂也被分类到了阴离子表面活性剂中。

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