在纳米尺度上混合软固体
Soo-Hyung Choi1, Sangwoo Lee, Haidy E Soto
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, United States.
Journal of the American Chemical Society
|January 21, 2011
概括
在软固体中实现纳米级混合是很困难的. 这项研究表明,商业混合器可以创建聚合物微粒的随机混合物,通过小角度中子散射 (SANS) 得到证实.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 软物质物理学 软物质物理学
背景情况:
- 评估软固体中的分子级混合存在重大挑战.
- 聚乙烯-块-聚乙烯-高乙烯 (PS-PEP) 双块共聚合物的缩溶液在斯奎兰中形成一个以身体为中心的立方 (bcc) 格子,具有玻璃状聚乙烯 (PS) 芯.
- 了解和控制纳米级混合对于材料特性至关重要.
研究的目的:
- 在软固体中量化评估纳米级混合的程度.
- 为了证明商业混合器在实现聚合物微粒随机分布方面的有效性.
- 验证使用小角度中子散射 (SANS) 来量化纳米级随机性.
主要方法:
- 使用小角度中子散射 (SANS) 进行结构分析.
- 使用聚烯块的同位素标记 (乳标记,PS(D)) 进行对比度变化.
- 使用一个对比匹配的溶剂 (squalane 和 perdeuterated squalane 混合物).
主要成果:
- 证明了商业混合器可以实现完全随机的混合PS-PEP片与正常 (PS(H)) 或标记 (PS(D)) 核心.
- 观察到这些随机混合物在一个明确的体中心立方 (bcc) 格子中.
- 使用单个球形核心的形状因子量化建模了SANS强度,证实了随机性.
结论:
- 通过使用传统的混合技术,可以在软固体中完成纳米级混合.
- SANS是一个强大的工具,用于定量测量和验证复杂材料中的纳米级随机性.
- 这些发现对具有控制分子排列的软材料的设计和加工有影响.
