Aparición de esferas hexagonalmente cerradas en fundidos de copolímero de bloque lineal

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los Polímeros
• Ciencias de los materiales
• Física de la materia blanda

Sus antecedentes:

• La fase de esfera hexagonalmente cerrada (HCP) es teóricamente estable en copolímeros de bloque lineal, pero a menudo coexiste con otras fases debido a pequeñas diferencias de energía libre.
• El logro de esferas puras de HCP normalmente requiere técnicas complejas de procesamiento o mezcla.

Objetivo del estudio:

• Para reportar el descubrimiento de esferas HCP puras en nuevos bloques lineares de copolímero fundidos.
• Investigar las condiciones y mecanismos para la formación y la estabilidad de la fase HCP.

Principales métodos:

• Síntesis de copolimeros de bloque lineal con bloques de polímero específicos (poli2,2,2-trifluoroetil acrilato) y poli2,2-dodecil acrilato o poli4,4-dodecil acrilato)
• Caracterización del comportamiento de fase a través de un rango de fracciones de volumen del bloque A.
• Análisis de la cinética de la formación de fase y de la reversibilidad.
• Cálculos de la teoría del campo autoconsistente para comprender la estabilidad de fase.

Principales resultados:

• Las esferas puras de HCP se sintetizaron con éxito en copolímeros de 4DF diblock y F4DF triblock.
• La fase HCP se observó en un rango significativo de fracciones volumétricas del bloque A (aproximadamente 0,25- 0,30).
• En los tribloques F4DF, la fase HCP se formó de manera reversible, lo que indica un estado de equilibrio.
• La formación de HCP se produjo directamente a partir de un líquido sobreenfriado o un sólido blando, evitando las fases intermedias de cuasicristal.
• Se encontró que la dispersión de masa molar (Đ) es crítica para la estabilidad de HCP, con una baja dispersión (por ejemplo, Đ = 1,04) que favorece la fase HCP.

Conclusiones:

• El estudio demuestra una nueva vía para obtener esferas HCP puras en copolímeros de bloque lineal sin procesamiento complejo.
• Los hallazgos ponen de relieve el papel crucial de la dispersión de la masa molar baja en la estabilización de la fase HCP.
• Este trabajo desafía la comprensión convencional y abre posibilidades para la síntesis controlada de arquitecturas complejas de polímeros.