借助聚合物结晶新概念和测试新手段,以有机小分子气相诱导聚合物结晶行为的再认识为基础,对表面真空蒸涂修饰下的聚碳酸酯膜材料实施小分子气相诱导结晶,研究受限环境中半刚性链结构聚合物的凝聚过程和形态结构。探讨不同的表面蒸涂层材料对聚合物凝聚过程、结晶和形态的影响,从分子水平理解和揭示聚合物在小分子气相诱导下凝聚、结晶过程的一些基本物理问题。该内容是聚合物结晶研究的扩展和延伸,也是聚合物结晶研究的新领域,从内容和技术上都具有很强地典型性和独特性。同时,明确贵金属真空蒸涂材料与聚合物分子间相互作用的机理,探讨贵金属真空蒸涂层在聚合物凝聚过程中形成纳米金属粒子(簇)、且自动由聚合物表面相向本体相扩散形成梯度分布的机制。通过对温度、时间和小分子的气相压力等的控制,实现对聚合物材料整体或微区聚集态的结构的人为调控,为贵金属纳米粒子(簇)/聚合物功能材料的制备提供理论依据和实验基础。
采用Spin-coating或溶液浇注法制备了1-100μm的双酚A聚碳酸酯(Bisphenol-A Polycarbonate BAPC)薄膜。以有机小分子为诱导剂,分别对BAPC实施了气相或液相诱导结晶,评估了有机小分子诱导BAPC的结晶能力。采用DSC、FTIR、XRD、POM和SEM研究了不同丙酮气相压力、不同诱导时间和温度等条件下BAPC薄膜的结晶行为、晶体结构与形态,提出了BAPC诱导结晶机理。在BAPC膜表面分别真空蒸涂3-20 nm的金(Au)、银(Ag)和铜(Cu),制备了表面修饰的BAPC薄膜材料。采用丙酮气相或液相诱导经表面蒸涂修饰的BAPC结晶,用DSC、XRD、POM、和SEM研究了不同表面蒸涂材料及其结构对聚合物凝聚过程、结构和形态的影响。采用TEM和XPS研究了贵金属真空蒸涂层在聚合物结晶过程中形成纳米金属粒子(簇)、且自动由聚合物表面相向本体相扩散形成梯度分布的形态与机制。此外,采用计算机模拟实验构造了小分子晶体的有序表面结构,研究了聚合物链在受限条件下,链段的吸附与构象、晶体成核及生长初级阶段的过程与机理。