论文部分内容阅读
聚合物在不同的结晶条件会形成各种不同形态的结构,在极稀的溶液中可以形成排列规整的单晶形貌结构,而在高浓度条件下则会形成更为复杂的片晶聚集体,如具有黑十字消光现象的球晶等。
聚合物单晶的形貌主要受外界环境因素如温度或溶剂的影响,同时也受内在因素如化学结构的影响。本文主要探求能表现出不同受限程度的拓扑结构对单晶形貌的影响,以及不同极性的溶剂对单晶形貌的影响。在聚合物形成凝聚态聚集体的过程中,不论外界环境因素还是内在结构因素,都是通过改变链段内部以及链段与链段之间的相互作用力而改变其成形结构。在正己醇溶液中等温结晶所得的聚己内酯、聚乙二醇-b-聚己内酯二嵌段共聚物、聚己内酯-b-聚乙二醇-b-聚己内酯三嵌段共聚物以及以聚己内酯-b-聚乙二醇为臂的四臂结构共聚物的单晶形貌,都为六边形。单晶基本形貌主要由聚己内酯链段晶核部分控制而受分子链受限程度的影响不大,但其长宽比却发生显著的变化。随着受限程度的增加,聚合物的长宽比呈现出逐渐增大的趋势。其中的原因在于各结晶链段刃型位错因链段受限程度的增加而表现出增强的趋势。当溶剂转变成醋酸戊酯时,单晶晶核由聚己内酯链段转变为聚乙二醇链段,其基本形貌也发生显著的变化,由六边形转变为四边形,因各边都一样,虽然存在一定的变形,但变动幅度不大。同时,四臂结构的嵌段共聚物由于成核的聚乙二醇链段处于中间而难以有效成核,得到规整的单晶形貌。
当改变聚合物溶液挥发时的温度调控聚合物形貌结构时,发现聚羟基丁酸-co-聚羟基戊酸(PHBV)的结晶形貌由梭形向环带球晶转变。在过冷度大,温度低时,晶核多而析出快,得到快速生长的梭形结构结晶聚集体。当过冷度小,温度高时,晶核析出少,得到逐步生长形成的球晶结构。梭形结构分中间区、中间与边缘的过渡区和边缘区,相应的片晶结构分别为flat-on片晶、edge-on片晶、flat-on片晶。而且中间区的flat-on片晶到过渡区的edge-on片晶是一种突然的转变过程,但过渡区的edge-on片晶到边缘区的flat-on片晶则存在一定的片晶扭曲变化过程。