《聚合物多層次凝聚態結構的表面誘導結晶控制》是依託北京化工大學，由閆壽科擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物多層次凝聚態結構的表面誘導結晶控制
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：閆壽科
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
圍繞聚合物材料不同層次聚集態結構的形成與控制開展研究工作，在揭示聚合物附生結晶本質的基礎上，重點研究高分子共聚和共混體系在取向基質上的結晶行為，擬通過結晶誘導的不同微相分離，藉助附生結晶實現對複合體系微相結構、組分的晶體結構、鏈取向以及鏈平面空間排列的控制，探索結合附生結晶和微相分離有效控制高分子共聚和共混體系各級結構的技術路線。（1）跟蹤附生物熔體在取向基質上鏈取向行為，並在取向基質上構建附生物的非晶態薄膜，檢測非晶膜界面層內的分子鏈結構，揭示聚合物附生結晶的本質；（2）構築具有附生結晶能力的嵌段共聚物，研究其在不同基質上的結晶和相分離行為，揭示組分間相互制約規律，明確影響附生結晶化學結構和相結構的因素；（3）構築相應的共混物體系，明確附生結晶對微相分離的控制規律及微相分離的受限空間結晶行為。通過本項目的實施，發展利用附生結晶控制共聚和共混高分子體系的各級結構方法。
結題摘要
圍繞聚合物多層次凝聚態結構的表面誘導結晶控制開展了深入、系統研究工作。首先，研究了表面拓撲結構誘導的軟附生結晶和晶格匹配誘導的分子附生結晶，證明表面拓撲結構和晶格匹配均可為附生物分子鏈提供特殊的有利堆砌方式，誘導附生結晶，但分子附生結晶能力高於軟附生結晶。進一步研究了取向基質上製備的聚合物非晶薄膜移去基質後的冷結晶行為，證明儘管附生物在制樣過程中未發生結晶，但移去基質後的冷結晶同樣產生附生取向結構，說明基質的表面拓撲結構或晶格匹配僅為界面處附生物分子鏈提供特殊的有利堆砌方式，這種特殊排列的鏈段是取向成核和附生生長的原因，且在取向附生生長過程附生物的結晶動力學是控制晶型選擇的關鍵因素。在明確附生結晶本質的基礎上，圍繞結晶路徑、基質特徵、溶劑以及附生物自身化學結構等對附生結晶的影響開展了系統研究工作，明確了各種因素對附生結晶的影響規律，為聚合物不同層次結構的表面誘導精準控制提供了理論依據，並將聚合物附生結晶拓展到了原位電化學聚合過程中。其次，重點針對單一組分能夠發生附生結晶和雙組分均能發生附生結晶的共聚和共混聚合物體系的表面誘導結構調控進行了研究，明確了附生結晶對雙組分聚合物體系微相分離的影響規律以及微相分離對聚合物附生結晶的影響規律。對僅一個組分能夠發生附生結晶的共聚物而言，附生組分的取向結晶導致另一組分同樣取向結晶。對一個組分能發生附生結晶的聚合物共混體系而言，精準調控兩者片晶間微相分離也能夠實現體系微相結構和取向結構的協同調控。對雙組分均能發生附生結晶的聚合物共混和共聚體系，附生結晶結構受兩者相容性和各自的附生結晶行為影響，實現了微相尺寸和微相區內本徵結構均精準可控的垂直、層狀、交替微相分離，為控制聚合物共混體系微相結構及各相聚合物本徵結構提供了新途徑。進一步通過對光電特性聚合物體系的表面誘導的特殊結構控制，大幅度提高了材料的光電性能，揭示了聚集態結構對性能的影響規律。
