本研究通过快速扫描热量测量法研究了聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)结晶动力学的冷却速率依赖性及其与玻璃形成能力的相关性。在快速冷却速率下,结晶行为表现出强烈的冷却速率依赖性,遵循小泽动力学。通过整合冷却过程中记录的放热曲线与随后的熔化吸热曲线的数据来估计临界冷却速率(CCR),同时基于小泽模型推导的连续冷却转变(CCT)图。对残余无定形相观察到的结构松弛进行分析,通过计算虚温度和玻璃转变时的松弛焓,揭示了与结晶行为的强相关性,提示这些现象可作为CCR的动力学标记。本工作还建立了一个综合傅里叶和比奥(Fo-Bi)框架,将实验获得的CCR值纳入无量纲瞬态热传递方程中。这种方法提供了一种实用的方法,用于估算在给定冷却条件下获得无定形聚合物薄膜的厚度阈值,即临界薄膜厚度(CFT)。对于PHB,Fo-Bi框架显示薄膜的厚度不应超过270微米,以在强制空气冷却下完全抑制结晶。有趣的是,对水淬火,尤其是在更高热传递系数下,CFT降至80微米。通过整合结晶和结构松弛方面,该方法为定义任何特定结晶和玻璃形成能力的聚合物的CCR值提供了一个坚实的框架,并为工业应用淬火过程的加工-结构关系以及极端条件下的聚合物表征提供了有价值的见解。• 最大结晶度的冷却速率依赖性与小泽模型很好地吻合。• 结构松弛参数可用来估计CCR。• 将CCR与傅里叶-比奥方法相结合提供了淬火薄膜的厚度限制。• 该工作将实验CCR与实用的工业冷却限制联系起来。• 开发的框架可能有助于优化极端条件下的表征.
Uddin等(星期三)研究了这个问题。