浙大潘鵬舉教授團隊:發現并揭示鏈纏結在多晶態高分子結晶和相轉變中的重要作用
2022-01-30 來源:高分子科技
鏈纏結是柔性長鏈高分子的固有特性。與纏結高分子相比,解纏結的高分子鏈更容易形成規整折疊的晶體,通常具有更快的結晶速度。另外,在不同的加工條件下,結晶性高分子可形成不同的晶型;由于穩定性的差異,高分子多晶型之間可發生相轉變,相轉變動力學依賴于結晶相和非晶相中分子鏈的構象、堆積狀態和運動性。作為物理交聯點,纏結點顯著影響分子鏈的運動能力,進而影響高分子不同晶型的形成動力學和相轉變。但是,在分子鏈尺度上,鏈纏結對高分子不同晶型形成動力學和相轉變行為的影響規律與機制目前尚不清楚。
通過冷凍干燥制備了不同纏結程度的聚丁烯-1樣品(圖1a)。流變分析表明,冷凍干燥的樣品具有較低的模量,通過改變冷凍干燥前驅體溶液的濃度,可有效地控制樣品的纏結程度(圖1b,c)。解纏結的樣品在熔融態長時間剪切作用后,可重新恢復至纏結的狀態(圖1d)。
圖1 鏈纏結結構示意圖和流變測試結果
圖2 不同纏結程度樣品的結晶動力學
圖3 II-I晶相轉變的原位WAXS結果
圖4 II型晶的固體核磁T2弛豫結果(a,b)與II-I晶相轉變的示意圖(c)
上述結果表明,鏈纏結在多晶態高分子的結晶和晶相轉變中發揮著重要的作用。解纏結減緩了聚丁烯-1晶型II的結晶速率,加速了晶型II至I的固-固相轉變。研究結果將有助于在分子鏈水平上深入理解高分子多晶型形成與相轉變的機理。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsmacrolett.1c00794
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(責任編輯:xu)
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