受限高分子薄膜界面动力学与缠结的关系

通过Monte Carlo模拟结合原始路径分析(PPA)的方法,阐述了缠结高分子薄膜的界面动力学与缠结程度的关系.研究发现,以吸附势能的临界值εwc≈-0.6 kBT附近为界,当墙壁-高分子作用势能从弱吸引到强排斥变化时,界面层中的链移动快于中心层,只有当墙壁的吸引作用增强到一定程度时,界面层中的链移动才会慢于中心层.界面动力学受到促进或阻碍可能与界面层和中心层的缠结程度直接相关:界面层的缠结程度保持在本体水平上基本不变;中心层的缠结程度在强吸引表面上低于界面层,而在弱吸引和排斥表面上高于界面层.此外,中心层和界面层中高分子链受限程度的变化对薄膜界面动力学行为的转变产生一定影响.对于薄膜中链密度分布情况随墙壁-高分子作用势能变化的分析为相关的物理化学机制提供了理论依据.     

高分子链在微通道剪切流中的迁移机制及浓度的影响

提出了剪切流中高分子链在微通道内的迁移机制.该机制采用珠-簧链模型表示高分子链,高分子链受剪切作用而被拉伸,相邻珠子之间的流体力学相互作用产生了对称的扰动流场,由于在通道壁面附近对称的流场被破坏,壁面与高分子链间的流体力学相互作用使高分子远离壁面,在强受限时,这种壁面诱导的流体力学相互作用会被屏蔽掉.利用耗散粒子动力学数值模拟了高分子链在微通道压力流中的迁移行为.数值模拟结果表明,在受限较弱时,高分子链向远离壁面的方向迁移,并随着流场增强,远离壁面的趋势越强;在受限较强时,高分子链不会发生远离壁面的行为.实验研究了长链高分子λ-DNA在壁面附近的迁移行为,实验结果及模拟结果与迁移机制预测的结果相吻合,验证了迁移机制的正确性.高分子链浓度会影响高分子链的迁移行为,当高分子链浓度较大时,高分子链在通道宽度方向不会发生迁移现象,意味着随着浓度的增大,壁面与高分子链间的流体力学相互作用会逐渐被屏蔽.     

Monte Carlo模拟方法研究管道受限对高分子链缠结的影响

采用基于格子模型的Monte Carlo模拟方法,考察了链长分别为30和250的线形高分子在管道内受限状态下的尺寸及扩散性质.结果表明,当线形高分子的链长低于其缠结链长时,其受限条件下高分子的性质随受限程度的变化而单调变化;而当线形高分子的链长大于缠结链长时,高分子的性质表现出非单调性,进而说明受限具有一定程度的解缠结...     

受限状态聚合物熔体的分子动力学模拟

用粗粒化的分子动力学(MD)模拟方法从分子层次研究了受限于粗糙壁内的聚合物熔体的动力学性质. 结果表明, 对于链长较短的受限聚合物熔体体系, 随着膜厚的增加, 体系内部高分子链的松弛时间逐渐减少; 然而对于链长较长的受限体系, 聚合物链的松弛时间随着膜厚的增加先减少后增加. 推测这种由于链长的变化所引起的动力学性质的差异源自受限熔体内聚合物链聚集状态的改变, 并且通过考察交叠参数对这种改变进行了分析. 结果表明, 在膜厚增加的过程中, 决定受限状态高分子长链松弛机理的因素逐渐从受限效应转变成为链间的缠结效应.     

流场驱动高分子链迁移穿过微通道的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法研究了高分子链在流场驱动作用下迁移穿过微通道过程中的链构象变化和动力学行为.在足够大的流场力驱动作用下,高分子链在沿着流场方向逐渐被拉伸,从而能够穿过管径小于其自身尺寸的微通道.耗散粒子动力学模拟结果表明高分子链的迁移过程主要分为3个步骤:(1)在流场驱动作用下,高分子链漂移并逐渐靠近微通道入口;(2)高分子链逐渐调整自身构象,并使其部分进入微通道;(3)高分子链成功穿过微通道.同时,模拟还发现当高分子链尺寸大于微通道细管道管径时,高分子链穿过微通道所需的平均迁移时间随着流量的增加而逐渐减小.此外,为了研究高分子链刚性对高分子链穿过微通道的影响,模型中还引入了蠕虫状高分子链模型.模拟结果发现,高分子链的链刚性越强,其迁移穿过微通道的时间越长.     

交联网络和浓溶液中高分子链运动的NMR研究Ⅰ.NMR质子线型分析

用质子ＮＭＲ谱对交联凝胶高分子（聚丙烯酰胺－丙烯酸）网络与线型高分子（聚苯乙烯）浓溶液体系的ＮＭＲ线型进行了比较研究。结果表明，两种体系中高分子链段运动具有不同的特征：在充分溶胀的交联凝胶高分子网络中，交联点间的链段运动比较自由，交联点的运动则比较慢，使其质子谱呈现“超洛伦兹”线型；而在线型高分子浓溶液中，缠结点间的链段与缠结点一样，运动并不自由，使谱线呈现出类似固体的宽线宽的高斯线型     

非溶剂诱导聚苯乙烯超薄膜去润湿过程中不同有序表面形貌的形成

利用原子力显微镜研究了带有自然氧化层硅基底上聚苯乙烯薄膜在不同非溶剂诱导下的去润湿过程.研究发现,非溶剂是通过渗透取代机理诱导高分子薄膜发生去润湿.薄膜的形貌取决于成孔过程与孔增长过程的相对速度.当聚苯乙烯(PS)薄膜厚度为15 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数显著降低;然而孔开始合并时孔径明显地增加.当PS薄膜厚度增加到25 nm时,随着溶剂烷基链的增长,成孔数略有降低,薄膜形貌形成长程有序的双连续的结构.当PS膜厚为35 nm时,与其它2个膜厚相比,成孔数大幅下降.此外,温度和分子量能进一步降低去润湿过程中的成孔数,从而形成分形结构形貌.     

高分子熔体和浓溶液流变性能的研究

基于多重缠结网络结构模型和高分子链上缠结点在流动中可进行动态解缠和再缠结的多重蠕动机理,用统计力学和动力学相结合的方法,分别计算出了缠结链组的末端距分布函数;处于缠结状态下高分子链构象统计分布函数;受力下聚合物熔体粘弹性形变自由能和解除外力下高分子挤出体可回复性粘弹性形变自由能,提出了高分子挤出体可回复形变的粘弹性分子理论。推导出的高分子熔体的回忆函数、简单剪切流下的本构方程和物料函数,并采用一种新的方法测定出物料的四种参数： η0、 GN0、 n′和 a。对于高分子挤出体,可回复性粘弹性形变由快速弹性形变和慢速粘弹性形变两者组成,当把两种形变量的复合结构参数－分子链的反式构象分数引入两种形变自由能表达式后,就从理论上得到了可回复形变量同挤出胀大比间的定量表达式,从而建立起一个具有分子链结构参数的新的挤出胀大比方程,可回复形变量同挤出条件（温度、挤出速率和量以及口模长径比不同的挤出机）和树脂结构特征（分子量及分布）的关系式以及在特殊情形下的简化表达式,并用几种高分子熔融体系的挤出胀大比和可回复性形变量的实验数据对理论进行验证,理论方程同实验数据较好的符合。     

高分子结构流变学的进展——Ⅱ.柔性高分子缠结体系的动力学

高分子熔体和浓溶液中的各种动力学行为是由长链分子的特异相互作用——缠结所决定的。这方面的进展是近年来高分子物理学中引人注目的方面。本文以缠结现象及其最新物理概念的阐述出发介绍缠结体系动力学理论从网络模型向管式蠕动模型的进展和当前发展现状。强调了在链段层次的相对不可透入性的管状概念是对新理论建立起关键作用的概念,有待进行更透彻的研究。     

高分子线性柔性链在超滤过程中第一类突变现象的观察

利用一种双层结构的膜屏蔽了每个微孔所产生的流场之间的相互作用,从而首次观测到理论上预计的高分子线性柔性链在超滤过程中的第一类突变现象,即仅当宏观流速高于一宏观阈值时,高分子长链方可通过尺寸远小于链无扰半径的微孔,且该宏观阈值与高分子链的长短无关.另外,实验中的过滤膜含有多个微孔,实验结果显示,当一给定的宏观流速低于宏观阈值时,部分微孔会被无法通过的较长的高分子链堵塞,造成未堵塞微孔中的微观流速大于微观阈值.因此,较短的高分子链可从未堵塞的微孔通过滤膜.     

Adsorption of Chain Molecules

We analyze the influence of chain length on the adsorption isotherm using the framework of lattice theory. Each molecule is represented as a chain of segments occupying separate sites in the lattice. Adsorption equilibria (particularly adsorption isotherms) are analyzed for one-component and two-component mixtures of chain molecules. Copyright 1999 Academic Press.     

Chain Elongation of Aldonolactones

ABSTRACT

As an alternative to the classical Reformatsky-type branching reaction of aldonolactones, ethyl trimethylsilylacetate, methyl 2-trimethylsilyl-propionate, trimethylsilylacetonitrile or alkyl 2-(trimethylsilylmethyl)-acrylates in the presence of catalytic amounts of tetra-n-butyl-ammonium fluoride can be used. The corresponding chain elongated monosaccharides are obtained in high yields.     

A Chain Catalytic Reaction Involving Pd Cluster as Chain Carrier

   α−Alkyl- and α,α′-dialkyl-substituted benzylic alcohols PhCR′R′′OH (R′=H, Me, Et, Bu; R′′=H, Me) are transformed to the corresponding dilbenzylic ethers and water in acid-free neat substrate media shortly after the addition of the palladium(I) cluster [Pd₄(CO)₄(OAc)₄] (1). During the catalytic reaction occurring under anaerobic conditions, cluster 1 is gradually decomposed to form Pd black, whereas neither original cluster 1 nor Pd black is responsible for the observed reaction. The true reaction catalyst is generated from cluster 1 after a short induction period. On the basis of the reaction kinetics and the HREM, X-ray diffraction, DTA-TG, and elemental analysis data, the catalytic dehydration is suggested to occur through a nonradical chain mechanism involving an unstable intermediate Pd cluster as the chain carrier.

再活化链式聚合

基于传统的链式聚合和逐步聚合二种高分子链增长过程,提出了再活化链式聚合。按此聚合机理,高分子的链增长是通过将一个非活性或睡眠状态的链(Mm)重新活化为活性种(Mm*),活性种再和一个单体(M)反应,生成一个较大分子量的休眠产物(Mm 1)来实现的。再活化链式聚合主要例子包括苯胺和或许其它芳香族单体的氧化聚合,活性自由基聚合,以及核酸和蛋白质合成中的生物聚合。     

RAFT链转移剂的选用原则及通用型RAFT链转移剂

可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT Polymerization)是目前最为常用的活性可控自由基聚合方法之一,因其产物分子量分布较窄、适用单体范围广、反应条件温和等优势得到了不同领域科学家的广泛应用。然而,科学家们在选择RAFT链转移剂(也称RAFT试剂)时,经常会忽略RAFT链转移剂与单体活性的匹配原则,导致在制备高活单体与低活单体的嵌段共聚物方面存在产物分子量分布宽、聚合速率慢,甚至反应无法成功进行的问题。基于此,本文首先综述聚合中RAFT链转移剂的选用原则,随后介绍近几年开发的一类同时适用于高/低活性单体聚合的通用型RAFT链转移剂(Universal/Switchable RAFT agent)的作用原理及适用条件,并着重探讨了基于通用型RAFT链转移剂制备高/低活性单体的嵌段共聚物的最新进展及应用。     

基于树形链转移剂的可逆加成断裂链转移聚合

可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合是最近十多年来发展起来的一种活性/可控技术,链转移剂(CTA)为该技术的核心.本文介绍了采用R路径合成法、Z路径合成法合成R核与Z核树形链转移剂以及它们调控不同单体的RAFT聚合,合成树形-线性二嵌段共聚物、树形-线性-树形三嵌段共聚物和树形-星形聚合物等树枝状聚合物的研究进展.     

芳香杂环甲基卤代反应

总结了五元、六元及其它芳香杂环的甲基卤代的制备方法,如甲基呋喃、甲基嗯唑及甲基吡啶的溴化条件等。主要有三种方法：（1）芳香杂环甲基直接以N-溴代丁二酰亚胺（N-Bromosuccinimide,NBS）溴化。（2）以芳香杂环的羟基甲基与三苯基磷和四溴化碳反应。（3）通过预留卤代甲基来生成相应的芳香卤代甲基,如3-氯甲基-1H-吡唑-羧酸乙酯的合成。     

Chain conformations of block copolymers

An analytical theory of block copolymer conformations is developed for systematically studying the effects of the chain length, chain architecture, and segment interactions. The main results obtained for AB diblock and ABA triblock chains are as follows: (i) In the absence of AA and BB interactions, both diblock and triblock chains collapse to a dense form if the AB interaction is attractive. In the collapsed coil form, the mean-square end-to-end distance 〈R²〉 is proportional to the square root of the number of segments n^1/2. (ii) The diblock chain has a dumbbell form if AA and BB interactions are attractive and AB interaction repulsive, but the triblock chain collapses. In the dumbbell form, 〈R²〉 is proportional to n.     

Chain extension of ketonic resins

Chain extensions of cyclohexanone-formaldehyde (CF) and acetophenone-formaldehyde (AF) resins via their hydroxyl groups were studied. The chain extension was regulated by the ratio of hydroxyl groups/reactive reagents. Dimethyl dichlorosilane, phosphorus oxychloride, toluene-2, 4-diisocyanate, phthalic anhydride, tetrahydro phthalic anhydride, trimellitic anhydride, 4, 4'-oxydiphthalic anhydride were used as chain extender reagent. It has been shown that solubilites, melting point and molecular weight of extended resins depended upon the characteristics of chain extender reagents.