多组分聚合物材料的多层次有序结构的形成与发展及其对材料性能的影响

高聚物多组分材料具有多样化的和多层次的有序结构，本研究项目主要以结晶聚合物多组分材料为研究对象，结合现代分析测试手段，围绕溶液本体结晶、熔体薄膜结晶、控制溶剂挥发速率的溶液薄膜结晶等不同结晶条件，对聚合物多组分材料有序结构的形成、结构转变和形态发展、结构性能关系等方面开展研究，实时观察在结构形成过程中不同组分间的相互作用、第二组分被排除在第一组分晶体外或被包容在晶体内的形成条件、第二组分被排除在晶体外时的组成分布的变化及结晶过程、第二组分被包容在晶体内时的结晶行为和结晶机理，通过该类多组分体系的研究，深入了解多组分高分子材料的有序结构形成、相转变行为、结晶形态及结晶过程，探索目前尚不清楚的高聚物多组分体系中存在的某些问题如贯穿结晶行为、结构发展与相转变机理、组成分布及其与结晶条件的对应关系等，对深入了解高分子物理中高聚物有序结构的形成与发展及其对材料性能的影响提供研究基础。

随着高分子学界对高分子多组分体系的不断研究和深入认识，高分子多组分体系已成为高分子科学中的一个重要研究对象，这不仅是由于多组分材料的优异性能，更是由于其多样化的有序结构和相形态，这种多组分体系在随着温度和组分的不同呈现出复杂的相行为的同时,也为高分子物理学的研究提供了独特的研究对象与体系，其研究内容和研究结果在高分子物理学中具有很高的学术价值及潜在的应用基础，受到高分子物理学界的高度重视。.本项目应用原子力显微镜、偏光显微镜、差示扫描量热仪等现代分析测试手段研究和分析了单组分及多组分结晶高分子体系的有序结构形成及生长过程。当聚合物从熔体薄膜结晶时，依据结晶温度及薄膜厚度，可形成环带和非环带球晶，即两种不同的有序结构，而且不同的有序结构具有不同的结晶动力学行为。研究结果显示，当结晶温度在高温和低温区，聚合物易形成非环带球晶，而在中温区易形成环带球晶，两种不同结构的形成来自于在晶体形成过程中结晶速率和扩散速率的相对大小。.当双结晶高分子体系从熔体薄膜中同时结晶时，不同组分的球晶同时生长，当两种球晶生长前沿相互接触时，其中一个组分的球晶停止生长，而另一组分球晶能发生贯穿生长（Interpenetrated Growth）。本项目研究结果显示，在球晶生长过程中，另一组分的熔体总是被排除在球晶之外，由结晶和扩散诱导的微相分离发生在结晶生长前沿，由于每种组分的扩散能力不同，具有低玻璃化转变温度的组分由于较强的扩散能力可再次扩散进入另一组分球晶中，当两组分球晶相接触时就发生独特的贯穿结晶现象。.应用原位聚合方法合成了两种聚苯胺纳米复合材料，详细分析了纳米材料的结构和形态，研究了其电化学行为及微波吸收性质。聚苯胺具有较宽的吸收频带和微弱的吸收强度，而无机粒子具有狭窄的吸收频带和较强的吸收强度，当形成纳米复合材料时，有聚苯胺产生的介电损耗和无机纳米粒子产生的磁损耗能很好的结合在一起，从而极大地改善材料的微波吸波性能，且通过调节复合材料的组成能够调控材料的吸波性质及电化学行为。