IN SITU OBSERVATION OF MELTING AND CRYSTALLIZATION BEHAVIORS OF POLY(ε-CAPROLACTONE) ULTRA-THIN FILMS BY AFM TECHNIQUE

The melting and crystallization behaviors of poly(ε-caprolactone) (PCL) ultra-thin films with thickness from 15 nm to 8 nm were studied by AFM technique equipped with a hot-stage in real-time. It was found that melting can erase the spherulitic structure for polymer film with high thickness. However, annealing above the melting point can not completely erase the tree-like structure for the thinner polymer film. Generally, the structure formation of thin polymer films of PCL is controlled not only by melting and crystallization but also by dewetting during thermal annealing procedures, and dewetting predominates in the structure formation of ultra-thin films. However, the presence of tree-like morphology at 75 °C may be due to the strong interaction between PCL and mica surface, which may stick the PCL chains onto the mica surface during thermal annealing process. Moreover, the growth of the dendrites was investigated and it was found that crystallization is followed from a dewetted sample, and the branches did not grow with the stems. The crystallization of polymer in the ultra-thin films is a diffusion-controlled process. Both melting and crystallization behaviors of PCL in thin films are influenced by film thickness.     

微观结构对溶胶-凝胶法合成的La0.67Sr0.33MnO3电磁性能影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同烧结温度的钙钛矿类锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3样品。实验结果表明,在1573 K以上烧结的样品,晶粒出现异常长大,晶界效应明显。随着烧结温度的提高,磁化强度逐渐增大,但样品的居里温度基本不变。此外,在1173和1573 K温度下烧结的样品,均出现了低于居里温度的金属-半导体导电行为转变。在合适的烧结条件下,可以观察到隧道磁电阻(TMR)和超大磁电阻(CMR)2种磁电阻效应。实验表明,自旋电子的输运,不仅与样品平均粒径的大小和密度有关,而且与晶界的微观结构有密切关系。     

高分子科技发展史上几个重要事件给我们的启示——兼谈高分子物理概论部分的讲授

简单回顾了高分子科学的发展简史,并重点介绍了高分子科学发展过程中的几个里程碑式的事件,启示后人在科学研究上应该具备的精神和理念,点出了这些事件中涉及到的高分子物理方面的知识,并提示学生在以后的高分子物理课程的学习中去寻找答案。在高分子物理课程概论部分的讲授过程中,就日常生活中所遇到的各种涉及到高分子物理方面知识的问题提示学生带着疑问和思考去学习,以培养学生对高分子物理的学习兴趣,并培养学生的创新精神。     

橡胶在动态载荷下的能量损耗分析

以交联密度不同的同类轮胎胎面胶A1和A2为研究对象,通过动态拉伸实验得到储能模量及损耗模量随频率变化的曲线.建立了黏弹性广义Maxwell模型来定量分析不同温度的橡胶在不同频率的动态载荷下的能量损耗.采用非线性规划的方法分别在低频(10~25 Hz)及高频(25~60 Hz)下拟合模量-频率曲线,得到黏弹性广义Maxwell模型的参数值.采用有限元软件Abaqus模拟胎面胶动态拉伸过程并计算胎面胶的损耗角正切,得到不同温度下胎面胶的损耗角正切随激振频率的变化规律,通过和实验结果的比较证明文中所述黏弹性广义Maxwell模型及其参数获取方法可准确应用于胎面胶的动态拉伸性能分析.预测了在不同温度及频率下每一循环载荷周期中胎面胶的应力-应变迟滞回线以及单位体积胶料的能量损耗,阐释了不同温度下的胎面胶的能量损耗随频率的变化规律,同时结合2种胎面胶的交联密度测试数据分析了胶料的构效关系.     

红外光谱在高分子物理实验教学中的应用*

将红外光谱应用于高分子物理实验教学,通过一些实例阐述了红外光谱在聚合物鉴别、分子构象、结晶度以及相容性表征等方面的应用。该实验的设置可以使学生充分了解红外光谱分析的原理方法,学会使用该方法表征高分子不同尺度的结构,激发学生的学习热情,培养学生综合利用所学知识分析和解决问题的能力。     

由聚合物乳液的发展看高分子物理与化学知识的综合运用

以乳胶漆用聚合物乳液的发展为对象,采用专题讲座的形式,分析所涉及的高分子物理与化学的理论和概念,尤其是高分子物理中的结晶性及光学性能、玻璃化转变及高分子链的柔顺性、高分子的极性、聚电解质的黏度等方面的知识点。     

结晶高聚物结晶度与密度关系公式的简易推导

结晶高聚物的结晶度与密度有密切关系,体积结晶度和重量结晶度与聚合物的非晶密度、结晶密度和实际密度之间都存在对应的关系,在一般的教学中,都是利用密度加和性和比容加和性来推导这2个关系公式的,本文以更加简洁易懂的体积加和性和重量加和性非常简单地推导出了这2个关系公式,便于学生掌握和理解。     

聚ε-己内酯薄膜的受限结晶行为研究

利用原子力显微镜(AFM)系统地研究了聚ε-己内酯(PCL)在物理受限空间,即在薄膜、超薄膜中的结晶行为.结果表明,PCL的结晶形态与薄膜的厚度有关.当薄膜的厚度大于2Rg(Rg为回转半径)时,高分子结晶形态呈现球晶;当厚度介于Rg~2Rg之间时,高分子结晶生成枝蔓或树枝状结构;当厚度小于Rg时,其结晶形态为“岛”状结构.讨论了结晶温度、分子量与基底等对高分子结晶形态的影响.PCL在薄膜中的结晶是一个扩散控制的动力学过程,其生长机理可以用有限扩散凝聚(DLA)来解释.     

旋转模塑过程中PVC溶胶物理凝胶化转变的有限元分析

采用有限元法,数值模拟了成型过程中镍制模具和PVC材料的非稳态温度场,进而得到了PVC材料结构参数的时间演变和空间分布规律,再由结构-性能关系获得了PVC材料的溶胶黏度及其演变特点,在此基础上比较分析了不同增塑剂对PVC材料物理凝胶化转变过程的影响.结果表明,由于热阻不同,靠近模具壁的PVC溶胶升温速率较大,首先发生凝胶化转变;加热过程中,PVC材料的黏度首先降低至最小值,凝胶化转变开始后,PVC树脂和增塑剂之间的相互作用增强,材料黏度迅速升高;不同增塑剂对材料结构参数和溶胶黏度的演变规律有着不同影响.     

生物基氢化香豆素增韧环氧树脂的制备及性能

通过生物基原料氢化香豆素(DHC), 在铬(Ⅲ)络合物和氯化铵复合物协同催化作用下, 与环氧醚类物质交替共聚, 获得一类三维网状聚合物, 进而与环氧树脂(EP)单体在固化过程中构建双网络结构, 实现有效的应力传递和外部能量吸收, 达到对环氧树脂增韧增强的效果. 凝胶渗透色谱结果表明, DHC基网络(DHC-net)分子量随反应时间延长而增加. ¹H NMR证实了合成的DHC-net分子结构. 同时, 考察了环氧树脂的热力学及力学性能, 发现DHC-net与环氧树脂基体具有良好的相容性; 改性后的环氧树脂断裂伸长率比纯环氧树脂有大幅提高; 拉伸与冲击测试显示, DHC-net含量小于30%时, 改性后环氧树脂的拉伸强度和抗冲击强度均比纯环氧树脂有大幅提高.