模型高分子链玻璃化转变的实验研究

高分子材料玻璃化转变是高分子物理领域的重要课题。本项目设计高分子物理实验，选择胶体模型高分子链为体系，采用数字摄像显微技术，来研究玻璃化转变过程中高分子链的微观结构－动力学性质关系。研究的主体思想是：利用受限自组装和原位聚合，制备新型具有温度敏感特性的胶体模型高分子链，配合数字摄像显微技术的连续观察和粒子跟踪程序，来"量化"玻璃化转变过程中模型高分子链的微观位置及其随时间的变化，从而直观和精确地研究玻璃化转变过程中高分子链的微观结构演变，动力学变化，协同重组区和团簇结构的形成，动力学不均匀性等物理问题。另外，通过改变模型高分子链的微观拓扑结构，来研究拓扑结构对高分子链玻璃化转变的影响。本研究结果不但可以与现有理论模型进行定量比较，加深对玻璃化转变本质的理解，而且可以为如何调控微观结构，进而设计玻璃态高分子材料提供指导。

高分子材料玻璃化转变是高分子物理领域的重要研究课题。本项目制备了胶体模型高分子链，并采用摄像显微技术和粒子跟踪程序，来研究玻璃化转变过程中高分子链的微观结构－动力学性质关系。研究发现随着模型高分子链堆积密度的增加，体系进入玻璃态，并表现出与温度驱动的高分子玻璃化转变一致的玻璃态行为：包括动力学趋缓、协同重组区和团簇结构的形成、以及动力学不均匀性等。同时，本项目充分发挥实空间成像的优势，研究了链的链接性对玻璃态动力学的影响。研究发现体系在玻璃态以上的过冷液体区，链的链接性与协同重组区有直接相关性；而在体系在进入玻璃态后，链的链接性并不决定协同重组区和团簇结构的形成。本研究结果可以与现有理论模型进行定量比较，加深对高分子链玻璃化转变本质的理解。