Graphene Nanosheets and Shear Flow Induced Crystallization in Isotactic Polypropylene Nanocomposites
Graphene Nanosheets and Shear Flow Induced Crystallization in Isotactic Polypropylene Nanocomposites
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等规聚丙烯纳米复合材料中的石墨烯纳米片和剪切流诱导结晶
DOI：
10.1021/ma1028104
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发表时间：
2011-03
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Hsiao, Benjamin S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu, Jia-Zhuang;Chen, Chen;Wang, Yan;Tang, Hu;Li, Zhong-Ming;Hsiao, Benjamin S.
通过原位同步加速器广角 X 射线衍射 (WAXD) 和小角 X 射线散射 (SAXS) 技术研究了石墨烯纳米片 (GNS) 和剪切流对等规聚丙烯 (iPP) 结晶行为的综合影响。对于静态条件（145℃）下的结晶，与纯iPP相比，含有0.05和0.1wt％GNS的纳米复合材料的半结晶时间（t1/2）减少至至少50％，表明GNS的高成核能力。 iPP的结晶速率与GNS含量成正比。在相对较弱的剪切流（20 s−1 的速率，持续 5 s 的时间内）和低过冷度下，纯 iPP 由于行核的弛豫而表现出各向同性结构。然而，在剪切的 iPP/GNSs 纳米复合材料中出现了可见的各向异性晶体，这表明 GNSs 诱导了一种网络结构，阻碍了 iPP 链的移动性，并允许定向行核在很长一段时间内存活。
Combined effects of graphene nanosheets (GNSs) and shear flow on the crystallization behavior of isotactic polypropylene (iPP) were investigated by in-situ synchrotron wide-angle X-ray diffraction (WAXD) and small-angle X-ray scattering (SAXS) techniques. For crystallization under quiescent condition (at 145 °C), the half-crystallization time (t1/2) of nanocomposites containing 0.05 and 0.1 wt % GNSs was reduced to at least 50% compared to that of neat iPP, indicating the high nucleation ability of GNSs. The crystallization rate of iPP was directly proportional to the GNS content. Under a relatively weak shear flow (at a rate of 20 s−1 for 5 s duration) and a low degree of supercooling, the neat iPP exhibited an isotropic structure due to the relaxation of row nuclei. However, visible antisotropic crystals appeared in sheared iPP/GNSs nanocomposites, indicating that GNSs induced a network structure hindering the mobility of iPP chains and allowing the survival of oriented row nuclei for a long period of t...
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