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要降低PAEK樹脂的結晶性,可通過調控其化學結構、加工工藝及后處理等方式實現(xiàn),具體方法如下:
引入非結晶基元或共聚改性:通過共聚引入破壞結晶結構的基元(如結晶破壞基元取代對苯二酚單體)或調整單體比例,可降低PAEK的結晶度。例如,在熱致液晶PAEK的合成中,G.S.Benet等通過使用聯(lián)苯二酚單體(液晶基元)和結晶破壞基元取代對苯二酚單體作為雙酚單體,成功降低了PAEK的熔體粘度,間接影響其結晶行為。對于PEEK(PAEK的一種),其分子鏈由醚鍵和酮基交替組成,結構規(guī)律性高,結晶性強;而PEKK(另一種PAEK)因酮基比例更高且存在異構單體(對苯二甲酰氯和間苯二甲酰氯),通過調整T/I比可調節(jié)結晶度,這提示通過單體結構設計可控制結晶性。
功能化改性:如對PAEK進行磺化處理,通過引入磺酸基團(-SO?H)等極性基團,可能干擾分子鏈的規(guī)整排列,降低結晶度。倪宏哲等通過調整磺化單體與非磺化單體的比例合成不同磺化度的PAEK砜膜,磺化改性可能在一定程度上影響其結晶行為。
控制冷卻速率:PAEK的結晶度受冷卻速率影響***。快速冷卻可抑制分子鏈遷移和排列,從而降低結晶度。相反,緩慢冷卻會使分子鏈有足夠時間形成有序結構,提高結晶度。因此,在成型加工(如注塑、擠出)中采用快速冷卻工藝(如降低模具溫度、縮短保壓時間)可降低結晶性。例如,純PEEK的模具溫度通常設定在160℃-180℃以調控結晶度,若需降低結晶度,可適當降低模具溫度。
調整加工溫度與壓力:加工溫度過高或保壓時間過長可能促進結晶,反之則抑制。例如,PEEK加工時若追求更高剛性需提升模具溫度至190℃并延長保壓時間,而降低結晶度則可反向調整這些參數(shù)。
避免退火處理:退火處理會提高PAEK的結晶程度,增強其力學性能和耐化學性,但同時也增加了結晶性。若需降低結晶性,應避免或減少退火步驟,或控制退火溫度和時間,防止過度結晶。
降低PAEK樹脂結晶性的核心在于通過化學手段(共聚、功能化)破壞分子鏈的規(guī)整性,或通過物理手段(快速冷卻、調整加工參數(shù)、避免退火)抑制結晶過程。具體方法需結合PAEK的具體類型(如PEEK、PEKK)及其應用需求綜合選擇。
PAEK(聚醚醚酮)本身結晶度較高,可通過以下方式降低:
快速冷卻:熔融后迅速降溫(如冰水淬火),抑制晶體生長;
共聚改性:引入第三單體(如含大側基、剛性基團的單體)破壞分子規(guī)整性;
添加成核抑制劑:抑制晶核形成,促進無定形結構形成。