在合成高分子材料中,三分之二以上可结晶。随着聚合物链结构、结晶条件和加工条件的改变,结晶性高分子可形成多样化、多层次的结晶结构。在不同的结晶条件和加工条件下,高分子可形成同质多晶型(polymorphism);在特定的结晶条件和加工条件下,多组分结晶性高分子体系(如共聚物、共混体系)可共同结晶于同一晶格(图1),例如立构复合(stereocomplex)结晶、异质同晶(isomorphism)和异质同二晶(isodimorphism)。由于具有不同结晶聚集态结构的材料的性能不同,调控高分子的同质多晶和共结晶是优化材料性能的有效手段,也是结晶性高分子材料设计、加工和制造的基础。近年,在高分子同质多晶和共结晶方面虽有许多论文发表,但对高分子同质多晶和共结晶中共性的规律、机理、调控手段、结构-性能关系还缺乏系统的总结和评述。
图1 聚合物多晶态结构示意图:(a)同质多晶;(b)立构复合结晶;(c)异质同晶和异质同二晶。
近期,浙江大学潘鹏举教授等集中于生物基/可降解聚酯体系,系统综述了该类聚合物同质多晶、共结晶的研究进展,介绍了同质多晶和共晶聚酯中不同晶型的结构特征、形成条件与动力学、相转变,以及结晶结构与材料性能(如机械性能、降解性、热稳定性)之间的关系。首先,归纳总结了同质多晶聚酯中不同晶型的调控因素(如结晶温度、外力场、溶液结晶、附生结晶、受限结晶、聚合物共混、添加助剂等),以及不同晶型之间的相转变规律与机理(包括热致、拉伸、溶液诱导相转变),探讨了晶型、结晶度、结晶形貌对同质多晶材料性能的影响。其次,归纳总结了可立构复合结晶聚酯的结构特点与结晶规律,以及立构复合结晶对材料性能的影响。同时,归纳总结了无规共聚酯的异质同晶和异质同二晶行为,讨论了异质同二晶对共聚组成、结晶条件和共聚单元化学结构的依赖性,以及无规共聚物的共晶结构与物理性能之间的关系。
该综述论文以“Crystallization of biodegradable and biobased polyesters: Polymorphism, cocrystallization, and structure-property relationship”为题发表于Progress in Polymer Science期刊上(Prog. Polym. Sci. 2020, 109, 101291),博士生郑映为论文第一作者,潘鹏举教授为论文通讯作者。该综述论文的部分内容,曾在第三届高分子结晶理论、应用及表征学术会议暨讲习班(广州,2019年5月15-17日)上作为讲习班讲稿使用。
文章链接 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670020300848
- 北大裴坚团队 Angew:提出理解共轭高分子主链与侧链结晶的新概念 - 缓冲链模型 2024-04-12
- 浙大潘鹏举教授等《Prog. Polym. Sci.》综述:结晶高分子在后拉伸过程中的多层次结构演变 2023-05-05
- 华南理工大学瞿金平院士和刘伟峰研究员《Macromolecules》:半结晶高分子网络的双向形状记忆/驱动机理 2022-11-21
- 华东理工大学马骧教授团队 Adv. Mater.:基于生物基大环的高性能有机超长室温磷光材料 2025-02-13
- 青科大沈勇/李志波团队 AFM:生物基β-甲基-δ-戊内酯与δ-戊内酯顺序开环共聚制备高韧性、可闭环回收的热塑性弹性体 2025-02-13
- 天工大任元林教授团队 CEJ:设计一种具有抗熔滴、自愈合和可再加工性能的新型生物基本征阻燃环氧树脂及其回收应用于耐久多功能Lyocell织物 2025-02-08
- 浙大毛峥伟/丁元/王伟林团队 Nat. Commun. : 新型自组装蛋白质凝胶贴片 - 快速密封大出血! 2025-02-11