冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态

《冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链、多链晶体的凝聚态Vo1.232002年10月高等学校化学CHEMICALJOURNAIOFCHINESEUNIVERSITIESNO.101996～1999冷冻升华制备的超高分子

2、量聚乙烯寡链,多链晶体的凝聚态范仲勇,王一任,卜海山(复旦大学材料科学系.上海200433)摘要在lO～10-5g/mI浓度范围内,用冷冻升华法制备了超高分子量聚乙烯(UHPE)单链,寡链,多链的折叠链晶聚集体.长达几万纳米的UHPE分子链可以以不同的片晶参与结晶,或自身形成数个晶粒.即形成单链多晶.DSC研究结果表明.随着溶液浓度的降低,冷冻升华样品的熔点和结晶度均降低.由熔点估算了晶粒的体积和晶粒中包含的链数,它们亦随溶液浓度降低而降低.冷冻升华得到的小晶粒中链的缠结少.晶体具有较高的完善性.用WAXD测试晶粒的(11O)和(200)面的法向尺寸,由此计算晶粒的平均体

3、积,与熔点计算得到的数值一致.关键词超高分子量聚乙烯;冷冻升华法;结晶中图分类号O631文献标识码A文章编号0251—0790(2002)10-1996—04关于初生态超高分子量聚乙烯(UltraHighMolarMassPolyethylene,UHPE)的凝聚态,我们提出了无相互贯穿伸展链晶模型[1],籍此对初生态UHPE的高熔点,高热稳定性和熔体的高粘度等性质给出了合理的结构说明.在UHPE的实际应用中,采用稀溶液凝胶成膜技术是UHPE膜材料成型的方法之一.UHPE凝胶膜的许多优异性能,如高强度,高模量和超拉伸性等,与UHPE分子链间的缠结和成膜过程中UHPE结晶密

4、切相关[z~43,对于UHPE凝胶膜的优异性能与其结构的关系仅仅是定性的理解和描述,关于凝胶膜的结构与性能间关联的研究,由于采用常规溶液结晶法所得到的结果与凝胶膜实际形成过程不同,因此,实验结果的分析和表征与凝胶膜的原始结构有较大的偏差.UHPE不仅分子量高,而且具有很高的结构规整度,它是研究聚合物结晶的模型分子.借助于我们在单链单晶方面的研究经验[5],本文在亚浓溶液到极稀溶液范围内,用冷冻升华法制备了UHPE的单链,寡链,多链样品.采用差示扫描量热法(DSC)和广角x射线衍射(WAXD)等方法研究了冷冻升华法制得样品的凝聚态.一方面是探讨聚合物超长分子链的结晶行为,另

5、一方面,为进一步开发UHPE的应用提供信息.1实验部分初生态UHPE是HoechstHostalenGUR412的粉料,粘均分子量为4×10.以二次重蒸的对二甲苯为溶剂,将UHPE于140℃下充分搅拌,回流溶解,配置不同浓度的UHPE/对二甲苯溶液.为防止UHPE热氧化降解,溶液配置时加入质量分数约0.1%的抗氧剂1010.溶解12h后,将溶液分批滴加到盛有大量液氮的烧瓶中,使其迅速冷冻凝固,再将烧瓶转移到真空装置上的冰盐浴[(一15～一10)℃]中,使固态对二甲苯升华.将白色蓬松堆积的UHPE样品置于1.33×10～1.33×10Pa的高真空下抽真空5h以上,以除去样品

6、中残留的对二甲苯.热分析(DSC)实验在DuPontDSC910仪器上完成.实验中均采用相同的样品量(3.0±0.1)mg,在氮气保护下,以10’C/min的升温速率测试,吸热峰的峰顶温度作为样品的熔融温度71.收稿日期:2001—08.03.基金项目:国家自然基金(批准号:20074008)和国家重点基础研究专项经费(95一预一12和G1999064800)资助.联系人简介:范仲勇(1962年出生),男,博士,副教授.主要从事高分子材料结构与性能和高分子材料表(界)面研究E—mall:zyIan@Iudan.edu.cn范仲勇等:冷冻升华制备的超高分子量聚乙烯寡链,多链

7、晶体的凝聚态x射线衍射测试是在日本理学转靶D/max—rB仪器上进行,主单色器选择cuK辐射,波长一0.154nm,电流100mA,扫描速率为4.00./min,分辨率为0.02.,扫描范围5.0.～65.0..2结果与讨论2.1冷冻升华UHPE的熔融行为根据deGennes[的聚合物稀溶液理论,当溶液浓度低于临界交叠浓度c时,分子链彼此孤立地,均匀地分散在溶剂中.对于M一4.0×10的UHPE,由公式.f一——～(4/3)7rⅣ(R;).’可计算得f一3.4×10_.g/mL.按照钱人元印提出的动态接触质量浓度f一KM..,