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铜离子配位下的聚氧乙烯受限结晶行为研究——缺陷引起的熔点下降
  • ISSN号:1000-3304
  • 期刊名称:《高分子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O614.33[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]清华大学化工系高分子研究所先进材料教育部重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(基金号20874056)资助项目
中文摘要:

利用铜离子(Cu2+)对聚氧乙烯(PEO)的配位作用所形成的对分子链运动的束缚,研究了链段受限下PEO的结晶和熔融行为.首先利用宽频介电松弛谱(BDS)对受限条件下PEO的松弛行为进行表征,结果表明,加入铜离子后PEO的β-过程和γ-过程的特征松弛时间都变长,说明PEO的链段协同运动和主链扭转运动都变得更加困难;松弛时间为评价受限程度提供了定量的依据.DSC的测试结果表明,受限条件下PEO的玻璃化转变温度(Tg)升高,同时出现冷结晶现象,说明Cu2+配位作用确实对PEO的链段运动产生了束缚作用;同时PEO的结晶度和熔点都随着铜离子含量的提高而降低.WAXD结果表明,CuBr2在共混物中没有发生结晶,同时PEO的晶型没有发生改变.利用AFM进一步研究了PEO/CuBr2共混物薄膜的结晶形貌,发现在不同Cu2+含量的共混物中PEO都形成伸直链晶体,片晶厚度没有变化,说明熔点的降低并非是片晶厚度变化所导致.但是AFM的结果却显示螺位错晶体的数量随着Cu2+含量的提高明显增加.可以认为,在Cu2+配位受限下的PEO体系中,晶体缺陷应是引起熔点下降的主要原因,和金属等其它晶体材料的情况有着类似效应.

英文摘要:

Segment confinement is constructed by the coordination effect between copper ( Ⅱ ) and poly- (ethylene oxide). The crystallization and melting behaviors of PEO under segment confinement are studied. Broadband dielectric spectroscopy (BDS) is used to characterize the relaxation behaviors of PEO under confinement. The characteristic relaxation time of/3 and y process of PEO is found to be increased with copper ( Ⅱ) contents,which indicates the cooperative motion of PEO segments and twisting motion of main chain are frustrated. The relaxation time obtained from BDS provides a quantitative evaluation of confinement degree. DSC results show a significant increase of glass transition temperature of PEO with increasing copper ( Ⅱ ) contents and cold crystallization is observed,which indicates the coordination effect of copper(Ⅱ ) has actually restricted the segment motion of PEO. Meanwhile,the crystaIIinity and melting temperature of PEO decrease with the increase of copper( Ⅱ) contents. WAXD shows that copper( Ⅱ ) bromide does not crystallize in the blends. No crystal modification of PEO is observed. AFM shows that in all thin films of PEO/CuBr2 blends, PEO forms extended chain crystals ( IF (0)) and the lamella thickness of PEO does not change with copper ( Ⅱ) contents. However, much more screw dislocations are observed as the copper( Ⅱ ) content increases, which indicates a large number of defects are formed in the PEO crystals. Similar with the situation of metal material, the defects should be responsible for the melting point depression.

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期刊信息
  • 《高分子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院化学研究所
  • 主编:张希
  • 地址:北京市海淀区中关村北一街2号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:gfzxb@iccas.ac.cn
  • 电话:010-62588927
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3304
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1857/O6
  • 邮发代号:2-498
  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国高分子图书馆,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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