共聚单体类型对高密度聚乙烯结晶动力学的影响机制研究

为解决链支化如何影响聚乙烯结晶动力学这一关键问题，研究人员通过差示扫描量热法(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)和小角光散射(SALS)技术，系统比较了1-丁烯(B-PE)与1-己烯(H-PE)共聚物的结晶行为。研究发现B-PE因1-丁烯优先嵌入晶格导致结晶速率更慢、片晶宽度扩展延迟，而H-PE因较低的折叠表面自由能(σf)更易成核生长。该研究为聚烯烃材料性能调控提供了热力学机制指导。

　　这项研究揭示了1-丁烯(B-PE)和1-己烯(H-PE)两种共聚单体如何“踩刹车”或“踩油门”影响聚乙烯结晶的分子芭蕾。通过差示扫描量热法(DSC)发现，含相同摩尔分数的B-PE比H-PE结晶速率明显“慢半拍”。实时广角X射线衍射(WAXD)捕捉到B-PE中(200)晶面<>₂₀₀>的延迟登场，暗示其片晶宽度扩张像树懒般慵懒。小角光散射(SALS)则拍下更戏剧性的画面——B-PE不仅球晶长得慢，成核位点还更稀疏。究其原因，1-丁烯像“钉子户”般偏爱挤进PE晶体，而1-己烯则像“社交恐惧症患者”更多被排斥在片晶折叠表面，导致H-PE的折叠表面自由能(σ_f)更低，使临界核形成能垒降低，最终上演了H-PE结晶的“速度与激情”。这些发现为设计“结晶速度可调”的聚烯烃材料提供了分子级别的遥控器。