搜索:  
北化蒋妮/甘志华教授团队 Macromolecules:三嵌段共聚物PCL-b-PA6-b-PCL的独特球晶形貌和片晶堆积
2023-08-14  来源:高分子科技

  嵌段共聚物往往具有独特的相互作用和自组装结构,可用于制造光电器件或平板印刷模板。特别是对于双结晶嵌段共聚物,其微相分离和结晶行为更为复杂,调控结晶条件对于控制共聚物晶体形貌起着至关重要的作用。因此,研究嵌段共聚物结晶行为、晶体形貌和片晶堆积之间的关系具有重要的理论意义和工业价值。


三嵌段共聚物不同球晶形貌及其片晶堆积示意图。


  近期,北京化工大学蒋妮/甘志华教授团队发现特定组成的三嵌段共聚物PCL-b-PA6-b-PCL经不同温度等温结晶后,显示出了独特的球晶形貌,如具有弯曲形貌的球晶、环带球晶以及兼具两种特征的复合球晶(图2),因此详细研究了上述球晶的形成原因、形成条件、片晶取向和堆积方式,并发现了球晶中一种少见的片晶堆积形式。


三嵌段共聚物PA6-PCL-1:6.2经过不同温度等温后的POM形貌。


  结合DSC和原位FTIR,发现只有当PA6PCL同时结晶时,具有弯曲形貌的球晶才会形成(图3);反之,当PA6不结晶或预先结晶完全时,PCL结晶形成环带球晶(图4)。进而观察了多种球晶内部片晶的取向和排列方式。通过SEMAFM观察球晶表面,发现弯曲形貌球晶由flat-on片晶和倾斜flat-on片晶沿切向交替排列而成,环带球晶中由flat-onedge-on片晶沿径向交替排列(图5和图6),这种片晶不同的堆积方式可能是由PCL结晶过程中PA6嵌段链折叠与否导致的不同内应力引起的。此外,弯曲形貌球晶断面经刻蚀后,暴露出两种取向的片晶聚集体,分别与基底平行或呈一定角度倾斜(图7)。值得注意的是,两种不同取向片晶的降解速率不同,倾斜flat-on片晶的降解速率快于flat-on片晶。这项工作有利于拓宽我们对球晶内部不同的片晶堆积机理的认识。


3 PA6-PCL-1:6.2 50 °C等温结晶(a,c)和熔体淬火后,经70退火5 min后在50 等温结晶(b,d)的实时FTIR光谱。
 

三嵌段共聚物PA6-PCL-1:6.2PA6嵌段在不同温度下冷结晶后PCL嵌段在50等温结晶后的球晶形貌。
 

环带球晶和弯曲形貌球晶表面的SEM图片。 


环带球晶和弯曲形貌球晶表面的AFM图片和高度曲线。


具有弯曲形貌球晶断面的SEM图片。


  该工作以“Rare Lamellar Assembly Mechanism on Special Spherulites of Poly(ε-caprolactone)-b-polyamide 6-b-Poly(ε-caprolactone)”为题发表在《Macromolecules》上。文章第一作者是北京化工大学博士研究生窦媛媛蒋妮副教授和甘志华教授为本文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和北京市自然科学基金的支持。

 

  原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00861

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻