含氟聚合物分子链的构象和柔顺性

通过对含氟聚合物分子链内旋转构象的分析,发现含氟聚合物与其它结构类型的聚合物一样,其玻璃化转变温度Tg与分子链横截面积A和分子链内旋转让阻因子σ之间的关系遵循同样的规律^[1,2]。建议用Tg=973(σ-1.44)来计算含氟聚合物的分子链内旋转位阻因子。内旋转位阻因子相同时,含氟聚合物的玻璃化转变温度较其它结构类型的聚合物为高(图2),可归结为含氟聚合物分子链的紧密堆积。     

聚合物分子链的横截面积与分子链的运动

本文把单个分子链的横截面积与聚合物的玻璃化转变温度联系起来,发现对于所讨论的聚合物,考虑了分子链间的相互作用以后,上面二者之间有一一对应的关系。认为单个分子链的横截面积与聚合物分子链柔顺性有关。同时采用文献[17]的方法,得到了1,2-聚丁二烯的分子链的内旋转异构化能,比较所得结果,证实了上面的看法。     

用辐射交联方法估算聚合物的分子链内旋转位阻因子

作为一种结构参数,聚合物的分子链内旋转位阻因子可表征聚合物分子链的柔顺性,并与聚合物的许多物理性质相关联。过去实验事实表明,聚合物的辐射交联行为与其分子链柔顺性密切相关。本工作从这一结论出发,研究聚合物的分子链内旋转让阻因子(σ)与其交联参数β之间的关系,为估算聚合物σ值提供一种新方法。     

1,2-聚丁二烯分子链的结构和内旋转运动

实验订定了1,2-链节含量分别为8％,30％和90％的1,2-聚丁二烯在30℃甲苯溶液中的Mark-Houwink方程[η]=KM~(?)。发现不同样品的α值基本相同,而K值确实随1,2-链节含量的增加而减小,说明溶液中分子链线团变得紧密了。用线膨胀法和Stockmayer-Fixman方程及分子链的统计力学方法,分别得到了样品的玻璃化温度T_g,和它们的分子链内旋转空间位阻因子σ。它们二者符合T_g=A(σ—b),其中A=174(K),b=0.68。反映了1,2-链节对分子链内旋转的阻碍作用。进一步的研究表明,低1,2-链节含量对应着较低的分子链内旋转势垒和内旋转异构化能。     

聚合物的玻璃化转变和孤立链的内旋转异构化能

玻璃化转变时的自由体积,对不同结构的聚合物不是常数,已由实验得到了说明。其原因是玻璃化转变时的体积膨胀系数部分地来自分子链构象变化的贡献。本文在文献[2]和[5]的基础上将Dimarzio定义的链倔硬能(?)与Lipotov关于玻璃化自由体积表达式联系起来,得到了T_g时的自由体积和孤立链的内旋转异构化能的关系式 上式的计算值和文献值较为一致,因此可以作为估算孤立链柔顺性参数的方法。     

聚1,2-丁二烯的内聚能密度和玻璃化温度

本工作用环己烷-甲苯混合溶剂测定了不同1,2-链节含量的无定形聚1,2-丁二烯的溶解度参数,进而得到它们的内聚能密度,另外测定了它们的玻璃化温度。发现1,2-链节提高了聚1,2-丁二烯的玻璃化温度,同时稍稍降低了它们的内聚能密度。认为这是1,2-链节降低了聚1,2-丁二烯分子链柔顺性的缘故。     

晶态非极性聚合物内聚能密度的估算

有关凝聚态结构对聚合物内聚能密度的影响,在高分子物理学界一直未被关注。本文首次提出了利用结晶熔融热估算晶态非极性聚合物内聚能密度的方法,并对结晶态的聚四氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯的内聚能密度进行了估算。估算值较好地解释了上述聚合物用作塑料但内聚能密度较小的理由。结晶熔融热本质上反映了非极性聚合物的晶态与非晶态分子间色散力相...     

双峰聚合物分子刷的层化机理

建立了用于模拟双峰聚合物分子刷相结构的自洽场理论. 模拟结果表明, 良溶剂条件能够促使双峰聚合物分子刷裂分为内外两个亚分子层, 其中短链居于内分子层, 而长链伸展到外分子层. 体系溶解性的加强不仅使聚合物的密度分布逐渐趋近强分凝理论的解析结果, 而且加大了分子链的伸展和链段的局部取向程度. 分子链接枝密度的增加能够促使分子刷的层化, 并且在良溶剂区域, 不同接枝密度的分子链密度分布可以回归到同一条主线. 在良溶剂条件下, 长链的聚合度对短链的密度分布影响不大, 但能够导致长链向外分子层扩展.     

不同氢化度氢化丁腈橡胶的结构表征与分子模拟

通过核磁共振波谱(¹H NMR)、 红外光谱(IR)及热分析等方法研究了不同氢化度氢化丁腈橡胶(HNBR)分子结构之间的差异, 结果表明, 在丁腈橡胶(NBR)加氢过程中, 聚丁二烯上的乙烯基加氢速率最快, 其次是反式1,4结构, 顺式1,4结构的加氢速率最慢, 而腈基基本不发生氢化反应. 采用核磁共振谱法对不同氢化度HNBR中不同链段的含量进行定量分析, 依据此结果建模并进行分子模拟计算, 得到不同氢化丁腈橡胶的密度、 内聚能密度(CED)和玻璃化转变温度(T_g)等参数, 模拟值与实验结果吻合. 实验结果表明, 随着氢化度的增加, HNBR的热氧化稳定性逐渐增加, 这主要是由于氢化度增加后分子链中双键含量逐渐减少而CED增加的缘故. 分子模拟可以有效地计算出多种结构参数, 为共聚橡胶材料的制备与加工提供基础数据及理论指导.     

新型侧链液晶聚甲基丙烯酸酯研究

以横向取代的液晶基元为侧基合成了聚甲基丙烯酸酯,并对此聚合物进行初步表征.在玻璃化温度(170℃)以上样品进入液晶态.样品较高的玻璃化温度以及能形成液晶态的特性被认为是棒状液晶基元使聚合物分子链刚性化的结果.     

高聚物玻璃化转变温度和分子参数的关系 Ⅰ.高聚物链柔性与T_g的关系

本文采用晶格模型,以动力学链段长度作为统计单元大小,推导了高聚物玻璃化温度T_8和链静态刚性因子σ~2(T_8),链动态刚性因子β(T_8)以及聚合度DP等分子参数之间的关系。具体讨论了链柔性对T_8的影响。理论预测和几十种聚合物的实验数据能较好吻合,分析结果表明T_8值基本上取决于高聚物链σ(T_8)大小。     

分子结构对环氧树脂性能影响的分子模拟研究

采用分子动力学方法建立了二乙基甲苯二胺/双酚A缩水甘油醚环氧树脂体系(DETDA/DGEBA体系)和间苯二胺/双酚A缩水甘油醚环氧树脂体系(mPDA/DGEBA体系)的交联模型,在此基础上,分析了固化剂分子结构的差异对树脂性能的影响,研究发现mPDA/DGEBA体系的玻璃化转变温度、模量以及阻碍水分子的扩散性能均高于DETDA/DGEBA体系。为了进一步揭示交联环氧树脂分子结构与性能之间的关系,研究了上述两体系的自由体积和内聚能密度。结果表明,与DETDA/DGEBA体系相比,mPDA/DGEBA体系具有较小的自由体积和较高的内聚能密度。较小的自由体积和较高的内聚能密度是造成mPDA/DGEBA体系玻璃化转变温度、模量以及阻碍水分子的扩散性能均高于DETDA/DGEBA体系的原因。     

动态流变法在聚合物/聚合物界面分子链扩散研究中的应用

聚合物/聚合物界面的分子链扩散问题在塑料注塑、焊接、共混等领域普遍存在.动态流变法是研究聚合物/聚合物界面分子链扩散的一种有力手段,这种方法对于界面间分子链扩散的监测非常灵敏.本文简述了用动态流变法研究聚合物/聚合物界面扩散的原理、实验方法以及优点,着重讨论了采用该方法研究初始界面分子链末端分布对扩散机理的影响、对称聚合物/聚合物界面分子链扩散的量化,非对称聚合物/聚合物界面的相互扩散,分子量多分散性对聚合物/聚合物界面扩散的影响,聚合物/聚合物界面间的流动和扩散耦合以及近年来动态流变法在化学反应型聚合物/聚合物界面的应用进展.     

环形侧链聚合物刷的合成与表征

通过grafting-onto方法合成高侧链接枝密度的环形侧链聚合物刷并进行结构表征.先通过开环易位聚合(ROMP)制备带有炔基侧基的线形聚降冰片烯衍生物主链(l-PND),通过原子转移自由基聚合(ATRP)和铜催化的叠氮-炔环加成(Cu AAC)反应制备带有一个叠氮基的环形聚丙烯酸叔丁酯侧链(c-Pt BA),再利用Cu AAC反应将环形侧链高密度地接入主链,得到环形侧链聚合物刷.通过核磁氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和红外光谱(IR)对聚合物主/侧链及聚合物刷的结构和组成进行了表征.该聚合物刷主链聚合度为400,高接枝密度的环形侧链使主链构象伸展.聚合物刷在原子力显微镜(AFM)下呈单分子蠕虫形貌(柱状形貌),分子长度为200 nm,直径为30 nm.     

高聚物化学结构与玻璃化转变温度间的关系

緒言高聚物在某一给定溫度下的物理性质,特别是力学性质,强烈的依赖其分子链的柔性。因此,对高聚物分子链运动状况的研究,如象聚合物组成结构与分子链运动的关系,以及溫度对分子链运动影响的研究,无论在理论上或实用上都有其重要的意义。与高聚物聚集态分子链运动状态有关的玻璃化转变,仍是高分子主链链段在观察的时间范围內来得及自由內旋转的松     

聚合物薄膜玻璃化转变及其分子松弛行为的研究进展

随着纳米技术的发展,受限聚合物的玻璃化转变以及分子松弛行为受到了高分子物理学家的关注.由于纳米尺度效应,高分子薄膜的玻璃化转变以及分子松弛行为偏离于本体,呈现出尺寸依赖性.研究聚合物薄膜的玻璃化转变及其相关分子松弛行为对聚合物纳米材料的结构设计,进一步理解聚合物玻璃化转变的物理本质具有重要意义.本文总结了近20年来聚合物薄膜玻璃化转变行为的研究成果,介绍了薄膜分子松弛行为偏离本体的主要物理机制、聚合物薄膜分子运动能力的深度分布特征以及薄膜分子松弛行为的相关理论模型,并对该领域研究进行了展望.     

激光诱导聚酰亚胺纳米微结构中分子链取向排列的研究

通过Nd:YAG偏振脉冲激光辐射聚酰亚胺薄膜,在其表面制得大面积纳米级周期性微线条,线条的周期性为200nm,线条方向始终平行于偏振激光束电场方向,线条横截面为圆形或椭圆形柱状结构.采用偏振反射红外光谱分别在平行与垂直纳米线条的方向上测试聚合物表面分子IR吸收光谱,结果发现,1722和1231cm^-1处的吸收有明显的二向色性,表明微线条内聚合物分子链部分呈现取向排列,且聚酰亚胺分子链方向与微线条方向垂直.     

主链玻璃化转变区在室温附近的梳形聚合物电解质

主链玻璃化转变区在室温附近的梳形聚合物电解质＊齐力林云青夏永姚王佛松（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词梳状高分子，固体电解质，离子导电性，玻璃化转变，分子运动＊１９９４－１０－３０收稿；１９９５－１２－１０修稿７３２高分子固体电解...     

一类新的刚性链侧链型液晶高分子的合成

以自由基聚合方法，合成了一系列含有三个苯环通过酯键相联的液晶性单体及其聚合物．在这类新的液晶高分子中，刚性液晶基元不通过柔性间隔基而直接竖挂在聚甲基丙烯酸酯大分子主链上．这些高分子有很高的玻璃化转变温度，表明其分子链刚性较大，因而代表了一类新的刚性链侧链型液晶高分子．它们的液晶行为用ＤＳＣ、偏光显微镜和Ｘ－光衍射进行了表征．发现所有单体和聚合物均为向列型热致性液晶．     

超分子聚合机理

与共价键聚合物由单体(M1)通过共价键连接不同,超分子聚合物是由单体(M2)通过非共价键连接而成的长链大分子。聚合包括分子聚合和超分子聚合。超分子聚合描述M2通过非共价键自组装形成超分子聚合物的过程,涉及氢键、π-π堆砌型和立体匹配等驱动力以及分子识别、协同性等特征,与M1通过共价键形成聚合物的过程(分子聚合)不同。为了理解超分子聚合物链结构形成机理,本文分析和讨论超分子聚合的三个主要机理:(1)线性链生长;(2)螺旋链生长;(3)拓扑链生长。