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聚合物多层次凝聚态结构的表面诱导结晶控制
结题报告
批准号:
21434002
项目类别:
重点项目
资助金额:
350.0 万元
负责人:
闫寿科
依托单位:
学科分类:
B0309.高分子物理与高分子物理化学
结题年份:
2019
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李慧慧、张杰、姚海霞、郑怡然、孙殿明、王鹏、关广武、阮杰、吉安东
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中文摘要
围绕聚合物材料不同层次聚集态结构的形成与控制开展研究工作,在揭示聚合物附生结晶本质的基础上,重点研究高分子共聚和共混体系在取向基质上的结晶行为,拟通过结晶诱导的不同微相分离,借助附生结晶实现对复合体系微相结构、组分的晶体结构、链取向以及链平面空间排列的控制,探索结合附生结晶和微相分离有效控制高分子共聚和共混体系各级结构的技术路线。1)跟踪附生物熔体在取向基质上链取向行为,并在取向基质上构建附生物的非晶态薄膜,检测非晶膜界面层内的分子链结构,揭示聚合物附生结晶的本质;2)构筑具有附生结晶能力的嵌段共聚物,研究其在不同基质上的结晶和相分离行为,揭示组分间相互制约规律,明确影响附生结晶化学结构和相结构的因素;3)构筑相应的共混物体系,明确附生结晶对微相分离的控制规律及微相分离的受限空间结晶行为。通过本项目的实施,发展利用附生结晶控制共聚和共混高分子体系的各级结构方法。
英文摘要
This project focuses on the surface-induced crystallization of polymers. Through investigating the epitaxial crystallization of polymers on various oriented substrate, the origin for the occurrence of polymer epitaxy will be first studied. Then copolymers or polymer blends with at least one component having epitaxial crystallization ability on certain oriented polymeric substrate will be produced and their crystallization behavior on different oriented substrates will be studied. The main idea of this work is to utilize the surface-induced epitaxial crystllization of one component or both components of the system to control the crystal structure, chain orientation and spatial arrangement of molecular plane. At the same time, the microphase structure of the system will be controlled through crystallization-induced phase separation. In this way, both the phase structure and the intrinsic structure of each polymer component will be well modulated. Taking the microphase separation into account, confined crystallization of the later crystallizing component will take place, and unusual structure may be expected for the composite. Through this study, we hope to develop new technology for control phase structure with high oriented component in each phase.
围绕聚合物多层次凝聚态结构的表面诱导结晶控制开展了深入、系统研究工作。首先,研究了表面拓扑结构诱导的软附生结晶和晶格匹配诱导的分子附生结晶,证明表面拓扑结构和晶格匹配均可为附生物分子链提供特殊的有利堆砌方式,诱导附生结晶,但分子附生结晶能力高于软附生结晶。进一步研究了在取向基质上制备的聚合物非晶薄膜移去基质后的冷结晶行为,证明尽管附生物在制样过程中未发生结晶,但移去基质后的冷结晶同样产生附生取向结构,说明基质的表面拓扑结构或晶格匹配仅为界面处附生物分子链提供了特殊的有利堆砌方式,这种特殊排列的链段是取向成核和附生生长的原因,且证明在取向附生生长过程中,附生物的结晶动力学是控制晶型选择的关键因素。在明确附生结晶本质的基础上,围绕结晶路径、基质特征、溶剂以及附生物自身化学结构等对附生结晶的影响开展了系统研究工作,明确了各种因素对附生结晶的影响规律,为聚合物不同层次结构的表面诱导精准控制提供了理论依据,并将聚合物附生结晶拓展到了原位电化学聚合过程中。其次,重点针对单一组分能够发生附生结晶和双组分均能发生附生结晶的共聚和共混聚合物体系的表面诱导结构调控进行了研究,明确了附生结晶对双组分聚合物体系微相分离的影响规律以及微相分离对聚合物附生结晶的影响规律。对仅一个组分能够发生附生结晶的共聚物而言,附生组分的取向结晶导致另一组分同样取向结晶。对一个组分能发生附生结晶的聚合物共混体系而言,精准调控两者片晶间微相分离也能够实现体系微相结构和取向结构的协同调控。对双组分均能发生附生结晶的聚合物共混和共聚体系,附生结晶结构受两者相容性和各自的附生结晶行为影响,实现了微相尺寸和微相区内各组分本征结构均能精准可控的垂直、层状、交替微相分离,为控制聚合物共混体系微相结构及各相聚合物本征结构提供了新途径。进一步通过对光电特性聚合物体系的表面诱导特殊结构控制,大幅度提高了材料的光电性能,揭示了聚集态结构对性能的影响规律。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Anisotropic Polyaniline/SWCNT Composite Films Prepared by in Situ Electropolymerization on Highly Oriented Polyethylene for High-Efficiency Ammonia Sensor
高取向聚乙烯原位电聚合制备各向异性聚苯胺/单壁碳纳米管复合薄膜用于高效氨传感器
DOI:10.1021/acsami.9b13336
发表时间:2019-10-16
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Jiang, Tingcong;Wan, Pengbo;Yan, Shouke
通讯作者:Yan, Shouke
DOI:--
发表时间:2017
期刊:高分子学报
影响因子:--
作者:张杰;阮杰;闫寿科
通讯作者:闫寿科
Surface-induced highly oriented perylo[1,12-b,c,d]selenophene thin films for high performance organic field-effect transistors
用于高性能有机场效应晶体管的表面诱导高度取向苝[1,12-b,c,d]硒吩薄膜
DOI:10.1016/j.orgel.2016.05.017
发表时间:2016-08
期刊:Organic Electronics
影响因子:3.2
作者:Liu Lili;Ren Zhongjie;Xiao Chengyi;Dong Huanli;Yan Shouke;Hu Wenping;Wang Zhaohui
通讯作者:Wang Zhaohui
A facile way to fabricate anisotropic P3HT films by combining epitaxy and electrochemical deposition
结合外延和电化学沉积制备各向异性 P3HT 薄膜的简便方法
DOI:10.1039/c6cc05522b
发表时间:2016
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Ren Zhongjie;Zhang Xing;Li Huihui;Sun Xiaoli;Yan Shouke
通讯作者:Yan Shouke
Epitaxial Crystallization of Isotactic Poly(methyl methacrylate) from Different States on Highly Oriented Polyethylene Thin Film
不同状态的全同立构聚甲基丙烯酸甲酯在高取向聚乙烯薄膜上的外延结晶
DOI:10.1021/acs.jpcb.8b08193
发表时间:2018-10-11
期刊:JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
影响因子:3.3
作者:Guo, Zhixin;Li, Shuya;Yan, Shouke
通讯作者:Yan, Shouke
聚合物多层次结构原位跟踪的双光路多功能偏振红外光谱仪研制
  • 批准号:
    52027804
  • 项目类别:
    国家重大科研仪器研制项目
  • 资助金额:
    605万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
取向诱导的聚丙烯beta结晶及其beta-alpha转变机制研究
  • 批准号:
    51573015
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
聚乳酸在聚乙烯和聚丙烯基质上的结晶行为研究
  • 批准号:
    21274009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
共轭有机半导体材料的结构调控及其结构-性能关系研究
  • 批准号:
    50973008
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    37.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
无成核剂beta聚丙烯薄膜的可控制备及其锂离子电池隔膜应用研究
  • 批准号:
    50833006
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    200.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
聚对苯二甲酸丙二醇酯的结构与性能研究
  • 批准号:
    50773088
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    闫寿科
  • 依托单位:
国内基金
海外基金