高分子玻璃化转变机理的固体NMR研究
批准号:
22073051
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
孙平川
依托单位:
学科分类:
高分子物理与高分子物理化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙平川
中文摘要
玻璃化转变机理一直是高分子科学和凝聚态物理高度关注的交叉前沿领域,由于玻璃化转变是非各态历经,其非均匀动力学演化的时间尺度跨越几个数量级范围,使得高分子玻璃化转变机理研究一直是国际性科学难题。本项目拟通过新颖的多尺度固体NMR技术结合其它实验手段,以典型的非晶态高分子均聚物、共聚物和共混物为研究对象,在不同时空间尺度上阐明高分子玻璃化转变中若干重要的基本科学问题。采用13C分离局域场技术检测高分子链间相互作用及其演化、采用1H自旋扩散技术揭示结构非均匀性的演化、采用偶极调控技术阐明玻璃化转变过程中何时液态高分子链出现以及固态高分子链消失、采用检测超慢运动的NMR技术检测非均匀动力学演化及玻璃化转变起始和终止温度。通过上述多时空尺度的研究,阐明高分子玻璃化转变中非均匀结构与动力学演化的物理图像,揭示玻璃化转变机理。研究工作通过多学科交叉融合,将对高分子物理的发展起到重要的推动作用。
英文摘要
The mechanism of glass transition has always been a frontier research field in polymer science and condensed matter physics. Because glass transition is a non ergodic process, and its time scale of heterogeneous dynamic evolution spans several orders of magnitude, the research on the mechanism of polymer glass transition has always been an international scientific difficult problem. In this project, through novel multi-scale solid-state NMR technique in combination with other experimental techniques, and take typical amorphous homopolymers, copolymers and polymer blends as the research object, several important basic scientific issues in polymer glass transition will be clarified on multiple time and length scales. The 13C separation local field technique is used to detect the interchain interaction and its evolution, the 1H spin diffusion technique is used to reveal the evolution of structural heterogeneity, the dipole interaction-editing technique is used to elucidate when the liquid polymer chains appear and the solid polymer chains disappear upon glass transition, and the NMR technique to detect the ultra-slow motion is used to detect the evolution of heterogeneous dynamics, and the start and end temperatures. Based on the above research, the physical picture of the evolution of heterogeneous structure and dynamics upon glass transition will be clarified, and the mechanism of polymer glass transition could be revealed. Through interdisciplinary integration in this project, our research work will play an important role in promoting the development of polymer physics.
玻璃化转变机理一直是高分子科学和凝聚态物理高度关注的交叉前沿领域和挑战性科学难题,本项目围绕高分子玻璃化转变机理及发展固体NMR表征方法开展了系列研究。发展了基于测定13C-1H偶极耦合的固体NMR方法用于检测高分子中的π-π相互作用,进而揭示了π-π相互作用对交联高分子中玻璃化转变行为影响的微观机制;发展了采用变温质子自旋-晶格弛豫时间同时测定玻璃化及拓扑转变温度的新方法,阐明了玻璃化转变对动态交联发光聚合物结构性能的影响。发展了基于质子检测的一维和二维NMR实验测定纳米尺寸的局域非均匀性及分子间相互作用的NMR方法,同时将研究体系进一步拓展到液晶聚合物中玻璃化转变及物理老化的研究中。本项目的研究结果为揭示玻璃化转变的微观机理提供了新认识。
生物大分子多尺度结构和动力学表征及仿生材料研究
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批准号:21534005
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项目类别:重点项目
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资助金额:300.0万元
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批准年份:2015
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负责人:孙平川
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依托单位:
受限环境下刺激响应性高分子微观结构及相变行为的多物态NMR研究
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批准号:21374051
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项目类别:面上项目
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资助金额:83.0万元
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批准年份:2013
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负责人:孙平川
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依托单位:
固体NMR研究自愈合超分子橡胶的自愈合行为微观机理
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批准号:21174072
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2011
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负责人:孙平川
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依托单位:
2009年全国高分子学术论文报告会
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批准号:20944401
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:5.0万元
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批准年份:2009
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负责人:孙平川
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依托单位:
调控偶极相互作用的固体NMR新技术研究高分子中弱相互作用
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批准号:20774054
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2007
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负责人:孙平川
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依托单位:
软态核磁共振波谱研究具有残余偶极相互作用的高分子材料
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批准号:20374031
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项目类别:面上项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2003
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负责人:孙平川
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依托单位:
软态核磁共振波谱研究智能高分子凝胶结构与相转变机理
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批准号:20274020
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项目类别:面上项目
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资助金额:7.0万元
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批准年份:2002
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负责人:孙平川
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依托单位:
国内基金
海外基金