發(fā)布時間：2023-03-22 17:55

　　隨著納米技術的快速發(fā)展,聚合物納米材料引起了人們的廣泛關注,已成為材料研究的熱點。聚合物納米材料的性能取決于其分子運動行為。聚合物單鏈顆粒是聚合物體系所能提供的最小顆粒,也是納米受限的極限狀態(tài)。研究聚合單鏈凝聚態(tài)有助于我們從一種新角度深刻認識高分子材料的結構、形態(tài)及各種力學性質(zhì),幫助我們從分子水平上理解聚合物分子運動,為納米器件的制備以及高性能納米材料的開發(fā)提供理論指導和技術支持。但目前開展的相關實驗研究屈指可數(shù),一個重要原因是高分子單鏈樣品的制備與表征困難,制約了其實驗與理論研究的發(fā)展。本文利用表面引發(fā)原子轉移自由基聚合(SI-ATRP)在超低引發(fā)劑密度的功能化基底表面制備了不同分子量的聚苯乙烯(PS)單鏈樣品。通過在反應溶液中加入自由引發(fā)劑以獲得自由的PS分子,對單鏈PS的分子量進行估算。利用原子力顯微鏡(AFM)的定量納米力學性能成像測量模式(PeakForce QNM)結合原位升溫技術,監(jiān)測升溫過程中單鏈PS顆粒粘附力的變化(其轉折點與玻璃化轉變溫度相關)以研究其玻璃化轉變行為。以不同厚度的聚苯乙烯(PS)薄膜為研究對象,通過橢圓偏振光譜儀對該方法的可行性進行了驗證。此外,還研...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 玻璃化轉變理論
        1.2.1 自由體積理論
        1.2.2 熱力學理論
        1.2.3 動力學理論
    1.3 單鏈聚合物的制備及表征
        1.3.1 單鏈聚合物的制備方法
            1.3.1.1 微乳液聚合法
            1.3.1.2 物理方法
            1.3.1.3 自交聯(lián)法
            1.3.1.4 化學接枝法
        1.3.2 單鏈聚合物的形態(tài)與力學性質(zhì)的表征
            1.3.2.1 單分子鏈的形態(tài)表征
            1.3.2.2 單分子鏈力學性質(zhì)的表征
    1.4 單鏈聚合物玻璃化轉變行為及其影響因素的研究進展
        1.4.1 單鏈聚合物玻璃化轉變行為的研究進展
            1.4.1.1 單鏈聚合物的T_g低于本體
            1.4.1.2 單鏈聚合物的T_g高于本體
            1.4.1.3 單鏈聚合物的T_g與本體相同
        1.4.2 單鏈聚合物玻璃化轉變行為的影響因素
            1.4.2.1 自由表面效應
            1.4.2.2 基底/界面效應
            1.4.2.3 纏結因素
            1.4.2.4 構象熵效應
    1.5 課題提出
第二章 單分子鏈聚苯乙烯的制備及表征
    2.1 實驗部分
        2.1.1 原料與試劑
        2.1.2 原料純化
        2.1.3 超低引發(fā)劑功能化基底的制備
        2.1.4 聚苯乙烯單分子鏈的制備及分子量的測定
        2.1.5 功能化基底與單鏈聚苯乙烯結構的表征
    2.2 結果與討論
        2.2.1 基底表面的功能化與表征
        2.2.2 聚苯乙烯單分子鏈合成與表征
            2.2.2.1 不同密度聚苯乙烯分子刷的制備與表征
            2.2.2.2 單分子鏈聚苯乙烯的證明
            2.2.2.3 單分子鏈聚苯乙烯的尺寸及形態(tài)表征
            2.2.2.4 不同分子量單鏈聚苯乙烯的制備
    2.3 結論
第三章 單分子鏈聚苯乙烯玻璃化轉變行為的研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 原料與試劑
        3.1.2 硅片的清洗
        3.1.3 聚苯乙烯(PS)薄膜的制備
        3.1.4 單鏈聚苯乙烯樣品玻璃化轉變行為的表征
        3.1.5 聚苯乙烯薄膜玻璃化轉變溫度的測定
    3.2 結果與討論
        3.2.1 單鏈聚苯乙烯顆粒玻璃化轉變行為的研究
            3.2.1.1 單鏈聚苯乙烯顆粒的平衡態(tài)的確定
            3.2.1.2 單鏈聚苯乙烯玻璃化轉變的表征
            3.2.1.3 粘附力測定單鏈聚苯乙烯顆粒T_g表征方法的可行性驗證
        3.2.2 分子量對單鏈聚乙烯顆粒玻璃化轉變溫度的影響
        3.2.3 影響單鏈聚苯乙烯顆粒玻璃化轉變溫度的因素分析
        3.2.4 單鏈聚苯乙烯顆粒T_g高于相同尺度薄膜的原因分析
    3.3 結論
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果
致謝



本文編號：3767322