流动场下聚苯硫醚形态结构调控研究

As a model polymer, poly(phenylene sulfide) (PPS) has a simple structure, high rigid. Hence, it is of importance to study the structure of PPS molecular chains under shear flow. In this proposal, we mainly focused on the critical shear conditions of stretched rigid chains of PPS under shear flow and its relaxation process after the shear flow cessation, and observed the development of oriented microstructure after shear flow. In addition, the effect of shear conditions, for exsample shear rate and shear time, on the crystallinity of stretched structure was also studied by a wide angle x-ray diffraction (WAXD).Based on the above observation a new model will be proposed in this proposal to explain the mechanism of oriented crystal formation under shear flow.Also, the influence of oriented crystal structure induced by shear flow on the mechanical properties of PPS was investigated, and the dependace of mechanical property of PPS on the morphology will be established based on the results of this proposal.

聚苯硫醚（PPS）分子链刚性度大，结构简单，规整性好，因此以PPS为模型，通过实时在线监控PPS在剪切流动场下的取向晶体结构的演变过程，研究剪切诱导刚性分子链在剪切流动场下的运动规律具有重要的科学研究意义；通过系统的实验研究，获得PPS刚性分子链在剪切流动场下的临界取向条件，考察剪切诱导刚性分子链取向后的松弛解取向过程；分析剪切强度对PPS晶体含量，特别是取向晶体含量的影响，建立剪切流动条件与取向晶体结构含量的内在联系；研究剪切诱导PPS结晶形成的取向晶体结构对各种机械性能的影响，探索晶体形态结构变化导致的性能变化的规律，研究形态结构与性能之间的相互联系，为PPS的加工和应用提供参考依据。

取向问题在高分子加工过程中很普遍，因为在加工过程中高分子链受到剪切或拉伸作用而发生取向，从而影响其相关的一些物理和力学性能。其中刚性高分子链的取向问题一直受到国内外研究者的重视。我们针对这一问题对聚苯硫醚在剪切或者拉伸作用下分子链的取向以及取向诱导形成的晶体结构对其相关性能的影响做了深入的研究，获得了一些主要的研究成果。首先，我们研究了聚苯硫醚在剪切流动作用下刚性分子链的取向条件，如临界剪切速率、剪切时间以及结晶过冷度等，获得了刚性分子链的临界取向条件；其次，研究了聚苯硫醚经过剪切取向后对其一些物理性能的影响，获得了不同结晶度聚苯硫醚的相态的松弛过程；最后，利用宽角X射线对剪切诱导聚苯硫醚形成的取向晶体进行分析，研究了其对聚苯硫醚的导热性能的影响。本项目的实施不仅对刚性链高分子在剪切或拉伸力作用下结构形态的演变研究具有重要的理论指导作用，而且对构建结构-功能一体化的工程塑料的研究也有一定的贡献。