热塑性聚氨酯的多晶型结晶行为和多重熔融峰现象
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四川大学 高分子科学与工程学院 高分子材料工程国家重点实验室

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四川省科技厅重点研发项目(2020YFG0098)


Polymorphism Crystallization and Multiple melting Behaviors of Thermoplastic Polyurethanes
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    摘要:

    热塑性聚氨酯(TPU)在差示扫描量热仪(DSC)升温曲线中通常会表现出多重熔融峰现象,探究其起源对于深入了解TPU内部有序结构的相变行为有着重要意义。本文利用DSC对TPU的降温结晶、等温结晶及之后的熔融行为进行了研究,发现TPU在快降温速率和低等温结晶温度下结晶后的熔融过程表现出四重熔融峰,在慢降温速率和高等温结晶温度下结晶后的熔融过程表现出双重熔融峰。通过分析TPU降温结晶动力学和所生成晶体的热力学稳定性,发现TPU在不同的结晶条件下生成了两种晶型—Form-I晶型和Form-II晶型。TPU不同晶型晶体在升温过程中表现出不同的熔融-重结晶-熔融行为,从而导致了不同的多重熔融峰行为。

    Abstract:

    Thermoplastic polyurethanes (TPU) usually exhibit multiple melting peaks in the differential scanning calorimetry (DSC) melting curves. It is of great significance to explore the origin of multiple melting peaks for fully understanding the phase transition behavior of TPU. In this paper, the cooling crystallization, isothermal crystallization and melting behavior of TPU are studied through DSC. It is found that four melting peaks show in the DSC melting curves of TPU under the fast cooling rate or low isothermal crystallization temperature and two melting peaks show up under the slow cooling rate or high isothermal crystallization temperature. By analyzing the crystallization kinetics and thermodynamic stability of TPU crystal, it is found that two crystalline forms—Form-II and Form-I are formed under different crystallization conditions. In addition, different crystalline forms exhibit different frequency of melt-recrystallization-melting during the heating, resulting in different multiple melting peaks behaviors.

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  • 收稿日期:2022-04-12
  • 最后修改日期:2022-04-20
  • 录用日期:2022-04-24
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