调节玻璃平衡的分子运动的长度尺度在过度冷却和缓慢冷却的聚乙烯中
Jintian Luo1, Xiang Wang1, Ben Tong1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory of Surface & Interface Science of Polymer Materials of Zhejiang Province, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China.
聚乙烯玻璃通过在特征温度以上的合作细分运动达到平衡. 在此下方,局部的脊柱运动有助于恢复平衡,这表明在深层玻璃状状态下存在另一种衰老机制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物物理 聚合物物理
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 聚合物玻璃经历结构放松,以达到热力学平衡.
- 了解这种放松的分子机制对于材料特性至关重要.
研究的目的:
- 研究调控聚钢 (PS) 玻璃在玻璃过渡温度 (Tg) 附近平衡的分子过程.
- 将实验热量计数据与分子动力学模拟进行比较.
主要方法:
- 在慢冷 (SC) 和高冷 (HQ) 聚烯 (PS) 玻璃上进行热量测量实验.
- 分子动力学模拟探测着染料重定位.
- 宏观放松与分子动态的比较.
主要成果:
- 无论是SC还是HQ的PS玻璃都是通过在特征温度 (Tc) 略低于Tg的上方的合作细分运动来平衡的.
- 在Tc以下,局部脊柱运动 (激活能量~290kJ/mol,~6个重复单位) 便于在可访问的时间尺度上恢复平衡.
- 与α-合作过程的替代机制可以控制深层玻璃状状态的物理衰老.
结论:
- 聚乙烯玻璃平衡涉及在特征温度以上和以下的明显分子运动.
- 局部骨干运动在PS眼镜在深层玻璃状态的物理衰老中起着重要作用.
- 这些发现表明,聚合物玻璃老化情况比以前理解的要复杂得多.
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