所有高分子制品中，热塑性半晶聚合物占据了70%。凭借其优异的机械性能，半晶聚合物被广泛运用于结构、包装等材料。典型的半晶聚合物形态由交替排列的高模量晶区和较软橡胶无定形区构成。晶区厚度、无定形区厚度等关键形貌参数直接决定了热塑性半晶聚合物的力学性质。然而绝大多数聚合物结晶理论集中于讨论半晶聚合物的晶区厚度，对于含有大量缠结结构的无定形区厚度的理解相对较少。近年来Thomas Thurn-Albrecht和Kay Saalw?chter等人结合固体核磁技术、Flash-DSC和小角X射线散射等手段，建立了聚合物晶区分子链动力学（Intracrystalline Chain Dynamics）与晶片厚度之间的定量关系，并对半晶聚合物的晶区厚度调控进行了精致的描述和刻画（Macromolecules 2017, 3890-3902; Macromolecules 2018, 8377-8385; Macromolecules 2018, 5831-5841; Polymer 2020, 122441; Nature Communication 2022, 13(1), 119）。然而针对还有大量缠结网络无定形区厚度的描述则相对较少。

  上世纪70年代，基于经典的中子散射实验结果，Flory和Yoon等人发现半晶聚合物在低温结晶前后分子链尺寸保持不变，因而提出的“插线板结晶模型” （P.J. Flory, D.Y. Yoon. Nature 1978, 272）。基于此，Flory等人提出，结晶后熔体中原有的缠结结构被大量保留在片晶与片晶之间的无定形区。与此同时，半晶聚合物中的缠结网络极大地影响着半晶聚合物的宏观力学性质。小应变下的高模量由材料的晶区网络骨架决定，模量与结晶度成正比；与此同时，无定形区中的缠结网络结构则决定了大应变下的材料应变硬化行为。而缠结网络也决定了半晶聚合物本身的结晶度。因此，研究缠结网络如何影响半晶聚合物结晶形态尤为重要。

  多数研究半晶聚合物的学者采用冷冻干燥或使用特殊催化体系直接获得解缠结的半晶聚合物样品。然而这些方法所获得的样品并不稳定，处于非平衡态，在升温至熔融状态后会自发重新形成缠结。如何构筑结构稳定、均一、缠结结构可调的半晶聚合物体系是研究这一问题的前提。

  原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217363120

  作者简介：王泽凡，2018年毕业于中科院化学所，导师是王笃金研究员和董侠研究员。2019年1月至2021年6月于德国哈勒-维滕贝格马丁路德大学进行博士后工作。2021年11月至2022年8月，供职于深圳先进电子材料国际创新研究院。2022年10月起，入职深圳大学化学与环境工程学院徐坚教授和朱才镇教授课题组。目前主要从事高分子物理相关工作，主要兴趣有：聚合物动力学与半晶聚合物结晶形貌与宏观力学性质的关系，高分子流变，超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维凝胶纺丝中的高分子物理等。联系方式：zfwang@szu.edu.cn