高聚物的转变和弛豫是软凝聚态物理研究中的前沿领域,它同时也是架设于高分子材料结构与性能之间的桥梁。由于高聚物熔体结构和性质的复杂性,人们对它的认识还不够深入,对其液-液转变的物理机制仍存在较大的分歧。为此,我们提出了高聚物熔体的液-液转变及其物理机制研究项目的申请。该项目拟采用力学谱技术研究非晶高分子熔体的结构转变与弛豫行为。首先,通过对一系列非晶聚合物(如PS、PVAc、PMMA、PEMA等)的内耗测试,验证了液-液转变的普适性。进一步研究发现与小分子的结构弛豫以及高分子的α弛豫一样,高聚物α'弛豫(即液-液转变)的动力学同样在温度TB处出现一个转折性变化,且TB处的弛豫时间与高聚物的结构、分子量以及共混物的组分无关,约为0.1 s。运用耦合模型同样发现它是由降温过程中TB至Tg间分子间的耦合作用显著增强引起的。因此,α'弛豫对于非晶态高分子而言是普遍存在的,且它具有与α弛豫类似的本质特征,即它也是链段间耦合或关联弛豫,但耦合程度要低于α弛豫。这项研究将加深人们理解非晶聚合物链段弛豫的转变规律与内在本质,掌握微观结构和宏观性能间的关系,从而为开发新型功能高分子材料的实验提供理论依据。
英文主题词polymer melts; liquid-liquid transition; internal friction