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Xenocs小角X射线散射仪检测受限空间中聚丁烯-1的结晶结构:亚稳态晶型的稳定性增强

2023/08/02 15:48

阅读:62

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应用领域:
材料
发布时间:
2023/08/02
检测样品:
塑料
检测项目:
结晶结构
浏览次数:
62
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参考标准:
/

方案摘要:

多晶型是高分子中非常普遍的现象,不同的晶型对应着不同的物理机械性能,因此,调控高分子的晶型具有重要的实际意义。聚丁烯-1 (PB-1) 是一种典型的多晶型高分子,它有三种晶型,Form I、Form II和Form III,分别对应着31、113和41三种螺旋链构象1。这三种晶型的稳定性存在差异,其中Form I是热力学最稳定的晶型。从熔体结晶形成PB-1一般直接生成Form II,在室温下放置会慢慢转化成Form I。Form I晶型采取左旋和右旋的31螺旋链构象组成三方 (或者六方) 晶结构,右旋和左旋链配对,以右手螺旋被左手螺旋环绕的方式围绕三次旋转轴排列。Form II是由113螺旋链构象排布而成的四方晶型,左右螺旋链交替排列。图1给出了Form I和Form II的晶体结构。

产品配置单:

分析仪器

Xenocs小角X射线散射仪Xeuss 3.0 C

型号: Xeuss 3.0 C

产地: 法国

品牌: 赛诺普

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赛诺普 GISAXS样品架

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方案详情:

晶型转变的动力学研究表明,PB-1Form IIForm I的晶型转变属于固-固相转变,是一级相转变行为,包括成核和晶体生长。Men等通过温度控制,提出了Form I成核和生长的最佳温度分别是-10 ºC40 ºC,在-10 ºC成核是最快的,一旦成核完成,高温 (40 ºC) 有利于Form I晶体的生长。

PB-1Form IIForm I的转化受到诸多因素的影响,比如内外力、高压、分子量、温度、共聚或者共混等。空间受限也能极大影响高分子的晶型转变行为,比如共混物和薄膜体系。Shieh等发现,添加iPP可以促进PB-1Form III的转变,这是因为iPPα晶的31螺旋构象和Form I晶型构象相似。Wang等发现当PB-1iPP共混时,PB-1分散在iPP基体中,Form I可以在共混物的界面上成核。关于薄膜影响晶型转变的实验结果依然存在争议。有研究表明Form IIForm I的转变速率会随着薄膜厚度减小而降低,但是也有报道指出会随着薄膜厚度减小而增加。

为了阐明受限空间对PB-1晶型转变的影响,我们借助阳极氧化铝 (AAO) 纳米孔,构建了均匀的受限环境。阳极氧化铝模板 (AAO) 属于无机模板,具有制备简单、热稳定性好、孔道彼此独立、尺寸均一可调 (10 - 700 nm) 的优点,是一种研究受限效应的理想体系。借助Xeuss 2.0 SAXS/WAXS系统,研究了受限在AAO中的PB-1的晶体结构,发现了一些有趣的新现象。


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