非晶聚合物界面上聚β-羥基丁酸酯超薄膜的熔融重結(jié)晶行為研究.pdf

1、現(xiàn)今對(duì)聚合物材料的研究正向高性能和特殊功能方向發(fā)展，聚合物層狀復(fù)合膜材料是其中一個(gè)重要的研究方向。而聚合物界面層的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)于層狀復(fù)合膜材料的性能具有重要影響，因此，本實(shí)驗(yàn)采用聚合物雙層膜材料，通過(guò)調(diào)控聚合物/聚合物界面處層間相互作用，揭示聚合物層間相互作用對(duì)聚合物結(jié)晶行為的影響規(guī)律。
　　1.通過(guò)旋涂的方法制得雙層膜，上層膜采用的是結(jié)晶性生物可降解材料聚β-羥基丁酸酯（PHB），下層膜采用的是非晶聚合物聚對(duì)羥基苯乙烯(PVPh

2、)。通過(guò)固定PHB的厚度為120 nm不變，改變下層PVPh的厚度，可以發(fā)現(xiàn)隨著下層PVPh薄膜厚度的增加，偏光顯微鏡下觀察到PHB的結(jié)晶能力逐漸變?nèi)?，紅外光譜中觀察到PHB與PVPh形成的分子間氫鍵逐漸增多，分子間氫鍵含量的增加使得PHB的分子鏈活動(dòng)性逐漸變?nèi)?，從而使得PHB的結(jié)晶行為逐漸被PVPh抑制，結(jié)晶速率也逐漸變慢。最后當(dāng)PVPh厚度達(dá)到100 nm時(shí)，上層120 nm厚度的PHB薄膜難以進(jìn)行結(jié)晶。由于在高溫下利于異相成核，且

3、利于球晶生長(zhǎng)，使得PHB形成了大的球晶，原子力顯微鏡下呈現(xiàn)flat-on取向片晶。低溫下利于均相成核，成核點(diǎn)多，成核臨界半徑小，形成小的碎晶，呈現(xiàn)edge-on取向片晶。PVPh厚度的增加使得edge-on向flat-on取向轉(zhuǎn)變的溫度變得不同。
　　2.采用原子力顯微鏡觀察120 nm厚度PHB在較厚的PVPh薄膜(65 nm和100 nm)上的結(jié)晶行為，發(fā)現(xiàn)PHB形成了一部分樹枝狀晶體，主要是由于PHB與較厚的PVPh形成了更

4、多的氫鍵，PHB的分子鏈活動(dòng)性進(jìn)一步受到抑制（樹枝狀晶體厚度只有6 nm左右），晶體生長(zhǎng)主要受擴(kuò)散控制機(jī)理(DLA)決定，從而引起晶體形態(tài)的不穩(wěn)定生長(zhǎng)，導(dǎo)致樹枝狀晶體出現(xiàn)。
　　3.為了進(jìn)一步研究樹枝晶形貌對(duì)厚度的依賴性，通過(guò)固定下層PVPh薄膜厚度(65 nm)不變，改變上層PHB薄膜的厚度，發(fā)現(xiàn)隨著PHB自身厚度的增加，其結(jié)晶能力明顯的提高，樹枝狀晶體逐漸消失。綜合可以得出PHB的結(jié)晶行為是由PHB和PVPh相互間的厚度共同決