地区：上海市 宝山区
关键词：青岛科技大学;北京化工大学;中国科学院长春应用化学研究所;中国科学院化学研究所
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004413
成果描述：
| 高分子链的化学结构决定了其基本物理、化学性质，而高分子材料各项物理机械性能及功能性则与结晶形态、晶型结构及取向排列等密切相关，对高分子多层次结构的深入解析及精确调控是获得高性能聚合物材料的基础，对高性能聚合材料的研发具有重要的理论指导意义。该项目建立并发展了综合运用振动光谱、电子显微镜及同步辐射光源X-射线衍射技术研究高分子多层次结构的方法，主要对导电高分子聚噻吩、生物塑料聚乳酸等高分子的多层次结构从实空间到倒易空间，从微米尺度到分子尺度进行了全方位，多尺度的解析；阐明了聚合物表面附生结晶的分子机制及若干相转变机理，发现几种介于高分子稳定晶型与非晶相间的介晶相和无序晶相，并首次解析了这些亚稳相的特征谱带，建立了聚合物无序晶型结构的光谱表征方法；在以上研究的基础上，建立了多种对高分子凝聚态多层次结构进行调控的方法。取得的主要研究成果如下: 1）综合运用红外光谱及同步辐射光源等技术，建立了导电高分子聚烷基噻吩(P3AT)多晶型结构与其光谱间的响应关系，通过创新制样方法，制备了高结晶度的聚三己基噻吩(P3HT)样品，发现了其FormΙ’新晶型并系统研究了聚烷基噻吩的相转变行为，发展了其多晶型的调控技术并阐明了其有序晶相向无序序晶相的相转变机理。 2）发现了聚乳酸的介晶相(mesophase)及其特征红外光谱。红外光谱的解析表明，该介晶相的链构象及链间排列都存在某种程度上的无序，其本质上也是一新的亚稳态高分子介晶相。运用红外光谱技术，原位研究了聚乳酸物理老化过程中的结构演变机制及其动力学过程，首次提出物理老化形成的局部有序结构可归属为介晶相，这突破了过去的几十年中研究者习惯用构象调整及模糊的局部有序概念来描述玻璃态高分子材料物理老化时所形成微量有序结构的思想。 3）全面深入探讨了固体表面聚合物结晶的分子机制，证明聚合物附生结晶的本质是分子链间的相互作用，阐明了聚合物在固体表面附生结晶所形成独特结构及结晶形态的机理，明确了晶格匹配对聚合物结晶动力学以及结晶结构与形态的重要影响，发展了采用表面诱导结晶控制聚合物多层次结构并进而调控其性能的方法，实现了高熔点聚合物在低熔点聚合物取向基质上取向附生。 以上研究为理解高分子多层次结构领域一些基本科学问题提供了新方法、新观察与新思路。不仅完善了聚合物结晶理论，而且建立了对聚合物多层次结构精确调控的方法，为具有指定性能及特殊结构聚合物材料的定制发展了新技术。研究成果获得中国化学会高分子科学创新论文奖及中国化学会高分子科学邀请报告荣誉奖，该项目共发表SCI收录文章100余篇，所发文章被包括ProgressinPolymerScience、JournaloftheAmericanChemicalSociety、AdvancedMaterials,AdvancedFunctionalMaterials和Macromolecules等在内的国际重要SCI期刊文章他引两千余次，上述研究的8篇代表性工作中有6篇发表在高分子物理领域最有影响力的国际学术刊物Macromolecules上，其中有3篇发表在Macromolecules的代表性论文被全球高分子领域最有影响力的学术刊物ProgressinPolymerScience(SCI影响因子27.184)的多篇论文所引用并做出高度评价。 |
