高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變與結(jié)晶行為是其最基本也最深奧的物理特征,一百多年來諸多儀器被用于研究聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變與結(jié)晶過程,這其中熱力學方法被認為是一種最直接的測量手段。近些年來,隨著更多高分子共混體系以及高分子納米材料的廣泛應用,傳統(tǒng)的量熱學方法面臨了諸多挑戰(zhàn),而新型的量熱學技術(shù)得到了長足發(fā)展并廣泛應用于實際生產(chǎn)與科學研究中。這其中擁有高靈敏度的交流芯片量熱儀（AC-chip calorimetry）與擁有超快升降溫速率的高速掃描量熱儀（UFDSC）為研究高分子共混體系及高分子納米材料的玻璃化轉(zhuǎn)變與結(jié)晶行為創(chuàng)造了更多可能。首先,我們使用UFDSC研究了高分子共混體系的相分離動力學。利用UFDSC超快的升降溫速率,我們可以精確控制樣品溫度并研究時間尺度低至1 ms內(nèi)相分離進行的過程,從而獲取完整的相分離動力學。我們使用擁有低臨界相分離溫度的聚甲基乙烯基醚/聚苯乙烯（PVME/PS）共混物作為標準物,運用了溫度階躍法獲取了該共混物的相圖以及均相共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。之后,我們選取PVME/PS 7/3的樣品作為模板,研究了該樣品從1 ms至1 h之內(nèi)的相分離動力學。在成核增長（NG... 

【文章來源】：南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?５冷熱臺抱高速掃描站熱儀的外觀設計圖

Ｆｉｇｕｒｅ?］?．４?Ｔｈｅ?ｈｉｇｈｅｓｔ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｔｈａｔ?ｔｈｅ?ＸＥＮ?３９４７３ｂ?ａｎｄ?ＸＥＮ?３９３９４?ｃｈｉｐ?ｓｅｎｓｏｒ?ｃａｎ?ｒｅａｃｈ．??為了能將局速掃描量熱技術(shù)與光學技術(shù)聯(lián)用，本實驗室設計ｊ＇．種冷熱臺型??的高速掃描量熱儀。２４其外觀及樣品室內(nèi)部設計分別如圖１．５和圖１．６所示。該??設計不同于Ｓｃｈｉｃｋ等１２提出的Ｔｕｂｅ－Ｄｅｗａｉ？型的高速掃描量熱儀。在圖１．?５中標??有Ｒ的表示裝載樣品的芯片傳感器，該傳感器上方和下方備有一個迪透的窗口，??用于檢測通過光源的反射或投射信號。Ｎ此，可將冷熱臺型的高速掃描量熱儀與??多種光學設備進行原位聯(lián)用，例如：光學顯微鏡，紅外吸收光譜，拉曼光譜，甚??至是原丫力顯微鏡。對于個同的光學？檢測方法，頂部和底部可使川不同的透光材??料，如對于紅外光檢測可使用氟化鈣鏡片，對］？?Ｘ射線檢測可使川聚酰亞胺膜??作為鏡片。本文中使用冷熱臺型高速掃描Ｍ熱儀Ｍ光肀顯微鏡進行聯(lián)用，來研宄??高分子共混體系的相分離動力學，因此選⑴氟化鈣的鏡片。?????冷熱臺型?＿?「?丨??樣品室?丨丨?頂部窗口??＼?？?芯片??傳感器???丨＿?＊???＾Ｔ＼??「１底部窗Ｍ??［赫］??姻?卜Ｃ＾ｉＴ＞￣￣??ｆ?

？＊??０?錐職潤??圖１．６冷熱臺型高速掃描量熱儀的內(nèi)部設計圖（側(cè)面）。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｔａｇｅ?ｔｙｐｅ?ＵＦＤＳＣ．??１．２．２高速升降溫及測量原理??高速掃描量熱儀的樣品區(qū)域通常都十分小，呈現(xiàn)薄膜狀或直徑為數(shù)十微米的??圓盤狀。由于芯片傳感器的加熱區(qū)域非常小，其周圍的氣體的溫度分布為：??＾（Ｔ－Ｔ＾ｒｊｒ?（丨．丨）??其中７；為環(huán)境溫度，７為加熱區(qū)設定溫度，＾為加熱區(qū)半徑。對于一個半徑與加??熱區(qū)相當?shù)膱A盤狀樣品，其向環(huán)境散熱的熱流為：??氣一?ｋｒＷｄＶｄｒ?匕（，?（１２）??其中ｋ為環(huán)境氣體的導熱系數(shù)。由此可計算通過周圍氣體可實現(xiàn)的最高降溫速??率為：??處－ＱｋＩＭｓＰｓＣｓ?（｜?３）??其中外和＾分別為樣品的密度和熱容。由此估計，對于半徑為４０叫的樣品，??當其與環(huán)境溫差達到３００?Ｋ吋，在氮氣氛圍下可實現(xiàn)的最高降溫速率約為１０５Ｋ／ｓ。??為了達到較快的降溫速率和較高的精度

【參考文獻】：
期刊論文
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