具有复杂链结构的高分子体系的特殊热力学行为的研究

许多新型聚烯烃高分子材料在化学组成、分子质量分布以及高分子链结构上与传统的线性均聚高分子要复杂得多。本研究申请拟采用一种近几年来新发展的StepScan DSC方法对具有复杂链结构的高分子体系的热力学性质进行深入系统的研究。将这种新的DSC技术进一步完善和发展，使其成为研究复杂链结构的高分子体系的一种有效的新的研究方法,并通过对具有不同侧链支化度以及侧链长度的聚烯烃（包括alpha烯烃共聚物）以及不同嵌段长度的PCL-PEO共聚物等典型体系的高分子的特殊热力学性质的研究，揭示出不同的分子链结构对热力学性质的影响及其内在的规律，特别是具有不同侧链长度的alpha-烯烃共聚单体对主熔融峰温度之下的晶态比热对链结构的高度敏感性以及alpha烯烃支链对聚烯烃晶态结构的影响进行深入研究。

在本项研究中，发展出新的DSC测试方法，实现了对高分子体系的可逆熔融行为的研究，并且在具有特定侧链结构的POE共聚物体系中发现了一系列的新的特殊热力学行为，例如结晶性高分子在熔融区域内特殊的物理老化行为（physical aging）和POE共聚物体系内结晶的介于高分子结晶和小分子结晶之间的特殊热力学行为。并发现半结晶性的POE共聚体系在不同温度下进行等温热处理时DSC曲线显示出既与完全无定形高分子体系较为类似的焓松弛行为，同时又与无定形体系的结构松弛有明显的区别。并采用X射线衍射及原子力显微镜对热处理过程前后POE体系的结晶结构及形貌结构进行了研究，发现在热处理过程中其结晶结构及结晶度并无明显变化，但是表观形貌在长期等温处理后明显变得更为平滑，而在升温到熔融温度以上再降温结晶后,其表观形貌又会重新变得粗糙，显示出焓松弛行为主要由处于熔融状态的无定形部分的分子重排及结晶晶体表面的应力逐渐消除所导致。