80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索:  
南方醫(yī)科大學蘭巧鋒副教授等在聚乳酸立構復合結晶研究方面取得進展
2020-05-09  來源:高分子科技

  通過非共價立體選擇相互作用,構型相反的聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)的外消旋共混物能夠結晶形成立構復合晶體(SC),這為改善聚乳酸性能增添了可能路徑。研究人員普遍認為SC晶形成存在臨界分子量,即高分子量(約10萬以上)。PLLA/PDLA共混物結晶時,通常同時形成SC晶和PLLA(或PDLA)同質晶(HC晶),有時甚至只形成HC晶。為何高分子量PLLA/PDLA共混結晶很難只形成SC晶?研究人員為此提出很多可能的解釋:高分子量體系中,大的分子半徑阻礙成核和生長,分子運動/擴散能力低,與HC相比SC結晶能壘高,SC結晶與HC結晶之間存在競爭等。


  南方醫(yī)科大學蘭巧鋒副教授等人利用旋涂法,通過控制轉速和濃度制備PLLA/PDLA玻璃態(tài)樣品并研究其冷結晶行為,發(fā)現(xiàn)溶劑揮發(fā)速度顯著影響形成SC晶和HC晶的相對比例(圖1),特別是對于通過快速溶劑揮發(fā)制備的樣品,即便在遠低于同質晶熔融溫度的低溫范圍(80-140°C)也單獨地結晶形成SC晶,而HC晶形成被完全抑制;對于由慢速溶劑揮發(fā)制備的樣品,則主要形成HC晶。中等溶劑揮發(fā)速度制備的樣品形成混合的SC晶和HC晶。通過原子力顯微鏡(AFM)觀察形貌發(fā)現(xiàn),溶劑揮發(fā)速度顯著影響旋涂制備樣品的均勻程度(圖2),快速揮發(fā)形成較為均勻的形貌,而慢速揮發(fā)則使體系發(fā)生微相分離(圖2d),且揮發(fā)速度越慢相分離越明顯。


圖1. 不同濃度(15-50mg/mL)PLLA/PDLA溶液-不同轉速(1000-6000rpm)條件旋涂-80°C冷結晶樣品的紅外光譜。


圖2. 旋涂樣品的AFM高度圖(a-d旋涂條件依次與圖1b-c中黑底A-D標示曲線所用條件相對應)


  研究根據(jù)AFM證據(jù)和Flory-Huggins理論認為,對于高分子量PLLA/PDLA溶液,(本工作只考慮了室溫條件)溶劑慢速揮發(fā)時(圖3b),隨著濃度增加,體系可能不可避免地進入分相區(qū),PLLA和PDLA分別從溶液中發(fā)生相分離,直至徹底干燥(濃度接近100%),樣品保持了相分離結構,結晶時(特別是低溫范圍),PLLA和PDLA分子鏈之間較少有機會發(fā)生氫鍵相互作用,因此主要結晶形成HC晶。相反,溶劑快速揮發(fā)時(圖3a),給予相分離的時間極短,隨著濃度增加,體系來不及發(fā)生分相而跨越了分相區(qū),從而保持了類似低濃度時的PLLA/PDLA均相混合狀態(tài),結晶時,PLLA和PDLA分子鏈之間發(fā)生氫鍵相互作用概率大大增加;同時,與形成HC晶的其它弱分子間作用相比,氫鍵更有利于體系自由能降低,因此體系結晶只形成SC晶,而HC晶形成被抑制。


圖3. PLLA/PDLA溶液采用不同揮發(fā)條件所制備樣品冷結晶行為的原理框架圖:(a)溶劑快速揮發(fā)形成均勻混合初始狀態(tài);(b)溶劑慢速揮發(fā)導致相分離初始狀態(tài)。(注:圖示非按比例繪制;圖示中相圖并非PLLA/PDLA溶液實際相圖)


  研究認為,均勻混合狀態(tài)是PLLA/PDLA共混物結晶形成單獨SC晶的先決條件,人們似乎對此習以為常,卻容易忽略高分子量共混物(至少常規(guī)溶液法制備的共混物)其實在結晶之前可能已經(jīng)發(fā)生了相分離,這是由高分子量聚合物溶解性低的熱力學屬性決定的(比如分級的原理)。研究最后推測,只要能夠抑制相分離,實現(xiàn)均勻混合,PLLA/PDLA共混物結晶只形成SC晶并不受分子量限制,這有待系統(tǒng)的研究。


  上述研究結果以“Suppression of Phase Separation for Exclusive Stereocomplex Crystallization of a High-Molecular-Weight Racemic Poly(L-lactide)/Poly(D-lactide) Blend from the Glassy State”為題,近期發(fā)表于Macromolecules;該工作受南方醫(yī)科大學科研啟動經(jīng)費支持和國家自然科學基金青年基金(21404012)部分資助。論文第一作者為博士后劉婧群,通訊作者為馮前進教授蘭巧鋒副教授;論文作者感謝編輯和審稿專家的理解、支持及改進意見。


  論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.0c00112

版權與免責聲明:中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉載,請聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請注明出處。
(責任編輯:xu)
】【打印】【關閉

誠邀關注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞