添加助劑和化學改性常用來調(diào)控聚合物的加工特性與材料性質(zhì)。然而在一些特殊使用場景如醫(yī)用材料和光學材料等,常需要純聚合物來滿足性能需求。本研究通過僅調(diào)控聚合物分子量分布形狀為單峰和雙峰,探究其能否同時提高材料的加工和力學性能。過去關(guān)于單峰雙峰聚合物的比較性研究中,研究體系中存在未嚴格控制平均分子量、分散度和鏈支化,以及存在相分離等諸多變量,因此無法明確峰形對聚合物性能的影響。
近期,南方科技大學陳忠仁教授團隊通過鏈轉(zhuǎn)移聚合的方法制備了一系列不同分子量的單峰雙峰聚乙烯,這些聚乙烯具有線性結(jié)構(gòu)和明確定義的分子量分布形狀,可視為只有峰形這一單一變量的聚合物模型體系;诖梭w系開展了關(guān)于峰形對聚合物性能影響的系列研究。
圖1單峰和雙峰分子量分布形狀對聚乙烯成核和增長過程的影響。
圖2單峰和雙峰分子量分布形狀如何通過影響成核來改變其鏈排列,從而影響其力學性質(zhì)。(a)單峰雙峰分子量分布形狀,(b)成核,(c)晶區(qū)和非晶區(qū)的鏈排列,(d)力學性能。
圖3單峰和雙峰分子量分布形狀聚乙烯的加工黏度(a)、斷裂伸長率(b)、楊氏模量(c)和拉伸強度(d)與分子量的關(guān)系。
常規(guī)聚合物改性方法如熱處理、添加助劑或化學改性方法來提升聚合物性能常伴隨著另一性能的降低,本研究通過將聚合物峰形從單峰調(diào)整為雙峰,同時提升了聚合物的加工性能、剛性、強度和延展性,為高性能聚合物的設(shè)計提供了新的思路。
原文鏈接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsapm.2c02236
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386123002665
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386122007741
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