基于高分子软物质特性构建嵌段共聚物的非平衡相

专论

基于高分子软物质特性构建嵌段共聚物的非平衡相

宫玉梅1,何天白2*

(1大连工业大学化工与材料学院,大连116034)

(2中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022)

摘要:利用高分子的弱影响强响应、熵致相变和多分散等软物质特性,以嵌段共聚物为例介绍了高分子非平衡相构建的研究结果:实现了特定化学组成的嵌段共聚物显示出多种有序相形貌,讨论了不依赖于嵌段组成的非平衡相的形成原因及演变规律。期望单一组成的高分子构成的多样性有序相结构能经济地满足高分子材料的多需求性。

关键词:软物质;嵌段共聚物;非平衡相;结构和形貌

与嵌段共聚物特定的化学组成对应的是特定的球、柱、螺旋或片层等平衡相结构。能否由化学组成确定的一种嵌段共聚物构建多种结构的非平衡相,就是探讨能在多大程度上突破化学组成对物理结构的限制,研究远离平衡态时会发生什么以及为什么会发生。高分子作为一类凝聚态物质,其远离平衡态的研究属于当今凝聚态物质的前沿科学问题,高分子作为一类材料,其应用时的结构形貌大多是在远离平衡态下形成的。非平衡相的构建既要是热力学上允许的,又要是动力学上可操控的[1]。高分子作为一类软物质[2],因熵致相变表现出应对外界环境响应的灵活性即弱影响强响应性,以及长链分子运动的多尺度性,使得相结构演变的操控相对容易,使得非平衡相的保持成为可能。

高分子软物质行为的分子基础,是其丰富的链构象、弱的链间相互作用以及多分散的链结构[2]。本文以嵌段共聚物为例构建高分子的非平衡相,就是尝试以简单易行的方法将一种化学组成的长链分子组织成为多种有序相结构,期望多样性的有序结构能赋予可以满足多种需求的性质和功能,探讨实现高分子材料的少品种多用途[3]。

1利用良溶剂的择优亲和性构建反转相

嵌段共聚物的平衡相结构,取决于嵌段组成间的相互作用、聚合度以及体积分数[4]。客体分子可以影响嵌段共聚物的相分离过程因而可以调控相结构[5,6]。最常用的客体物质是溶剂。AB型两嵌段共聚物的溶剂S体系,根据嵌段组成与溶剂的Flory2Huggins相互作用参数V的数值,可以简单地分为选择性溶剂体系(V AS[1P2,V B S>1P2)和良溶剂体系(V A S[1P2,V B S[1P2,V AS X V B S)。选择性溶剂的选择性对嵌段共聚物相结构形成及演变的影响已为人们所熟知[5,6]。但是对于良溶剂体系,由于V A S和V B S间的差值很小,过去的研究一般并不留意这种微小差异对嵌段共聚物相结构形成及演变的影响,而将其当作中性溶剂体系[7~9]。然而软物质的概念告诉我们,嵌段共聚物具有弱影响强响应性,那么良溶剂体系中V AS和V B S间的微小差异应该影响到嵌段共聚物在其中的相形成及演变。我们称V AS和V BS不尽相等的良溶剂具有择优亲和性,择优亲和V值小、择优疏远V值大的嵌段组成。研究中设计了一系列嵌段共聚物的良溶剂体系(见表1),利用良溶剂的微小择优亲和性构建非平衡相,加深理解高分子弱影响强响应的软物质特性对相形成及演变的调控作用。为了便于观察,采取溶液浇铸成膜的方式,控制浇铸膜的厚度屏蔽薄

基金项目:国家自然科学基金资助项目29425005,90103037,20234020,20574068,20774095;

*通讯联系人:tbhe@https://www.wendangku.net/doc/5013267290.html,.

膜边界条件的影响[10,11],调节溶剂的挥发速度使之快于溶剂挥发诱导的嵌段共聚物相分离,将溶液体系

中的瞬时动态相分离状态保存于薄膜中进行透射电子显微镜(TEM )和扫描探针显微镜(SPM)观察。

表1 用以构建反转相的嵌段共聚物P 溶剂体系及嵌段组成与溶剂的相互作用参数*

Table 1 Block copolymer P solvent systems used in the inver ted phase constr uction a nd

Flory 2Huggins par ameters between block and solvent

体系

序号

体系嵌段共聚物P 溶剂体系溶剂与低含量嵌段的相互作用参数(V s 2mi )溶剂与高含量嵌段的相互作用参数(V s 2ma )相互作用参数差$V =V s 2mi -V s 2ma 1

PS 632PB 33P 环己烷0134201481-011392

PS 202PB 47P 苯0134101456-011153

PS 472PM MA 140P 三氯乙烷0138901457-010684

PS 942PM MA 108P 三氯乙烷0138901457-010685

PS 1312PMMA 46P 四氯乙烷0137401435-010616

PS 942PM MA 108P 四氯乙烷0143501374-010617

PS 202PB 47P 甲苯0134701402-010558

PS 202PB 47P 苯+环己烷a 0138301422-010399

PS 1312PMMA 46P 四氯乙烷+三氯乙烷b 0139301424-0103110

PS 942PM MA 108P 甲苯0134401374-0103011

PS 1312PMMA 46P 四氯乙烷+三氯乙烷c 0140001421-01021*表中嵌段共聚物的脚标数字代表相应嵌段组成的数均分子量的一千分子之一,这些嵌段共聚物的分子量分布都很窄(<1111)。所有体系在浇铸浓度(<1%(v P v))时均是澄清透明的溶液。a 苯B 环己烷=017B 013(v P v);b 四氯乙烷B 三氯乙烷=0177B 0123(v P v);c 四氯乙烷B 三氯乙烷=0169B 0131(v P v )。

表1体系1和2中的两种嵌段共聚物PS 632PB 33和PS 202PB 47的平衡相结构均为柱状相,前者是低含量PB 柱分散在高含量PS 基体中,后者是低含量PS 柱分散在高含量PB 基体中,如图1所示。而在体系1PS 632PB 33P 环己烷(其中溶剂环己烷对低含量嵌段PB 有择优亲和性)的溶液浇铸膜中,观察到了低含量PB 为基体相、高含量PS 为分散相的结构,如图2a;体系2PS 202PB 47P 苯(其中溶剂苯对低含量嵌段PS 有择优亲和性)的溶液浇铸膜中同样观察到了低含量PS 为基体相、高含量PB 为分散相的结构,如图2b 所示[12]

。由于这类相结构的基体相和分散相分别由低含量嵌段和高含量嵌段组成,恰与平衡相结构相反,因此称为反转相。由于所用溶剂是择优亲和低含量嵌段的良溶剂,这种择优亲和性使得该溶液体系中的嵌段共聚物存在某种程度的相分离,就像在选择性溶剂中的相分离一样。尽管这种择优亲和良溶剂体系中的相分离程度很低,但Tanaka [13]、Han [14]和L odge 等[15]还是发现了溶液中存在某种程度相分离的信息。吴奇

等[16]也曾就表1中的体系7开展过研究,发现在浓度为1%(v P v)量级的溶液中,存在着瞬时相分离的PS 和PB 。但他们都没有获得、观察和研究具体的瞬时相分离结构。

图1 (a)PS 632PB 33和(b)PS 202PB 47两嵌段共聚物平衡相结构的TE M 图片

观察时为了增强在电子束下的两相对比度,共聚物结构用四氧化锇染色,其中暗相区为着色的PB,亮相区为PS

Fig ure 1 TE M micro graphs of the equilibrium phase of PS 632PB 33(a)and PS 202PB 47(b)To enhance the phase co ntrast between

di fferent do mains,the copoly mer films were stained by OsO 41PB do mains appear dark and PS domains bright.

图2表1中所有体系浇铸膜的TE M图片,其中a2k的顺序对应表1中1211的顺序

观察时为了增强在电子束下的两相对比度,PS2PB嵌段共聚物薄膜(a、b、g、h)结构用四氧化锇染色,

其中暗相区为着色的PB,而亮相区为PS;PS2PMM A共聚物的薄膜(c2f、i2k)结构用四氧化钌染色,

其中暗相区为着色的PS,亮相区为PM MA。

Fi gure2TEM micro graphs of the cast block copo ly mer films with fast solvent evaporati on

Micro graphs a2k co rrespo nds to systems1211in Table11To enhance the phase contrast between different d omains,

the PS2PB block copolymer films were stained by O sO4,and PB do mains appear dark and PS do mains bri ght;

the PS2PMM A block copoly mer fil ms were stained by RuO4,and PS domains appear dark and PMM A domains bright.

嵌段共聚物因良溶剂的择优亲和性而出现相分离是一种瞬时的动态过程,若要把这种溶液状态中的瞬时相分离状态/记忆0到固体薄膜中进行观察和研究,在由溶液到固体的过程中,溶剂的挥发速度必须快于此过程中瞬时相分离结构的松弛速度。若溶剂的挥发过慢,溶液干燥过程中体系有足够的时间调整结构以适应状态变化从而保持体系自由能最小,最终形成的是正常相结构,即低含量嵌段形成分散相而高含量嵌段形成基体相(此时相界面弯曲能最小)[17,18]。溶液浇铸中溶剂挥发成膜的过程是时间相关的,溶剂挥发速度越快,成膜所历时间越短,成膜后记忆于固体薄膜中的结构则接近初始的稀溶液体系的结构。相反,慢速挥发形成的薄膜中记忆的是较高浓度溶液体系的状态。为了了解成膜过程中所得结构的稳定性,作者采用Helfand和Wasserman(H2W)的数学表达式近似计算了图1b正常柱状相和图2b反转柱状相的自由能[18]。从计算结果看,反转相的自由能总是高于正常相的自由能,说明正常相是热力学上稳定的,而反转相只是一种暂时存在的亚稳相,因其存在的时间和尺寸与实验条件相匹配而被我们观测到。

为了掌握构建反转相时溶剂择优亲和性影响的限度,深刻揭示嵌段共聚物弱影响强响应性的软物质特征,作者采用同样的控制溶剂快速挥发的方法,得到表1所有体系的反转相结构(见图2)[11,12,17~19]。表1之所以选择聚苯乙烯2聚丁二烯(PS2PB)和聚苯乙烯2聚甲基丙烯酸甲酯(PS2PM M A)这两种嵌段共聚物体系,是由于它们的嵌段组成的性质非常不同。前者含有常温呈玻璃态的PS段和常温呈橡胶态的PB 段,即硬2软的体系,而后者的两种嵌段组成常温时均呈玻璃态,即硬2硬体系[20,21]。同时,PS2PB和PS2 PM M A是两个最普通的嵌段共聚物体系,对其开展研究来揭示弱影响强响应性对构建非平衡相的影响更具有普遍意义。表1嵌段共聚物中,除第4、6和10体系PS942PM M A108的平衡相结构为交替片层结构外,其它的平衡相结构均为柱状相,由低含量嵌段形成的柱分散到高含量嵌段形成的基体中。根据表1中聚合物与溶剂间Flory2Huggins相互作用参数的数值,可以看出选取的溶剂都是嵌段共聚物的良溶剂,但对嵌段组成的亲和性不同。对于PS2PB嵌段共聚物,苯和甲苯择优亲和PS,而环己烷择优亲和PB;对于PS2 PM M A嵌段共聚物,甲苯和三氯乙烷择优亲和PS,而四氯乙烷择优亲和P M M A。图2的结果显示,不论是

硬2软的PS 2PB 体系还是硬2硬的PS 2PM M A 体系,当使用择优亲和低含量嵌段的溶剂浇铸成膜时,都形成了反转相的非平衡相结构。在溶剂的择优亲和性(以溶剂与两嵌段组分相互作用参数的差值$V =V s 2mi -V s 2ma 表示)小至-01021的体系中(见图2k),仍可形成非平衡反转相结构。作者认为择优亲和良溶剂作用下的嵌段共聚物非平衡反转相的形成具有普遍性。

2 利用溶剂择优亲和性构建反转相的熵驱动机理

这种非平衡反转相形成的普遍性,虽与溶剂挥发过程相关而有其动力学原因,然而实验发现当交换嵌段共聚物与良溶剂的配对方式,即选择对高含量嵌段择优亲和的良溶剂时,无论溶剂挥发的快或慢,形成的结构都是平衡的正常相结构。因此,非平衡反转相的形成还应与使用的溶剂性质有关,即又应有其热力学上的原因。

为了在研究非平衡反转相形成的热力学原因时屏蔽掉溶剂挥发动力学的影响,对表1的体系5,即PS 1312PM M A 46P 四氯乙烷体系的011%(v P v)和1%(v P v)溶液不采用溶剂挥发而是直接冷冻干燥成膜,将存在于溶液中的嵌段共聚物的瞬时相分离状态冷冻记忆于固体薄膜中进行观察研究,结果见图3。在011%的极稀溶液中,嵌段共聚物PS 1312P M M A 46已经形成了无规分散的微球。这些微球是以PS 为核、PM M A 为壳的类胶束结构,此种结构的形成可以从溶剂的性质来理解。因为四氯乙烷对PM M A 有择优亲和性,使PS 聚集形成核,PS 段和PM M A 段间的不相容使得P M M A 被推向核外形成壳。在选择性的溶剂中得到这种结构并不少见,因为溶剂的选择性使得不溶解的嵌段聚集成核、而溶解性好的嵌段为壳形成胶束结构。但图3所用的四氯乙烷溶剂对PS 和PM M A 都是良溶剂,他们在其中的溶解性只存在着微弱的差异($V ~01061),那么这种类胶束的形成与通常意义上在选择性溶剂中胶束的形成应该不同。另外,按照平均场理论对嵌段共聚物在良溶剂中的相分离行为的计算,当U V N =1015(此处U 、V 和N 分别为嵌段共聚物溶液的浓度、嵌段组分间的Flory 2Huggins 相互作用参数和嵌段共聚物的总聚合度)时体系

会发生相分离,图3体系照此计算的相分离浓度应为U ~16%(v P v)[4],而我们能观察到无规分散微球的

浓度仅为U ~011%(v P v),这说明需要探讨影响这些类胶束微球形成的其它原因。

图3 PS 1312P MMA 46P 四氯乙烷体系初始浓度分别为011%(v P v)(a)和110%(v P v )

(b)的溶液直接冷冻干燥后的TE M 图片。图中暗相区为PS,亮相区为P MMA

Figure 3 TEM micrographs o btained fro m freeze 2dry ing the PS 1312PMM A 46P 1,1,2,22tetrachloroethane solutio n with concentratio ns

(a)011%(v P v)and (b)110%(v P v),respectively.The dark domains are PS and the bri ght do mains PM MA.

已经知道,高分子链在极稀的良溶液中也可以看作软胶束[22,23],因此图3体系可以看成是软胶束PS 、软胶束PM M A 和溶剂分子S 组成的体系,其中高含量嵌段PS 软胶束的尺寸大于低含量嵌段PM M A 软胶束的尺寸,而溶剂分子S 的尺寸则更小。因为溶剂对PM M A 择优亲和,则溶剂分子在小软胶束PM M A 周围的动态密度分布大于其在大软胶束PS 周围的分布(如图4a 所示),大软胶束PS 犹如分布在小软胶束PM M A 和溶剂分子组成的连续基体中。已经知道胶束分散于聚合物体系中时,当胶束的浓度低至某一程度,会因排空吸引作用使胶束发生聚集[24]。类似的作用也会发生在图3的体系中,如图4b 所示,即大软胶束PS 发生聚集。在大软胶束PS 聚集前体系的混合熵最大,大软胶束PS 周围存在着不让溶剂分子和小软胶束PM M A 进入的排斥体积。当大软胶束PS 聚集后其周围的排斥体积减少,体系的自由体积增加,

小软胶束PM M A 和溶剂分子占据这部分多余体积的可能性增加,即体系的平移熵增加了。由于大软胶束PS 聚集时体系的温度并没有变化,所以大软胶束PS 聚集是一种熵的驱动,即聚集的发生增加了体系的自由体积,从而增加了体系的平移熵,补偿了因聚集引起的体系混合熵的减少。当溶液体系中存在的这种瞬时动态聚集被迅速冷冻并干燥后则被保存到固态中了(见图3)。已经知道排空吸引发生时要求发生聚集的组分在体系中浓度低至某一临界水平,这也就解释了为什么表1中所有非平衡反转相都形成于低浓度且当溶剂快速挥发时。因为第1节中讨论到溶剂挥发速度越快,成膜后记忆的是接近初始稀溶液体系的状态。尽管我们不排除在冷冻干燥转移样品时会因某种程度的溶剂挥发而影响体系的真实浓度,

但观察到图3结构时的体系浓度仍然远低于相同分子量均聚物的临界交叠浓度(~318%(v P v))[4]。图3

的现象是溶剂择优亲和低含量嵌段P M M A 致使高含量嵌段PS 因排空吸引而聚集,是一种熵力的驱动[25],体现了嵌段共聚物熵致相变的软物质特征。这与选择性溶剂中焓变为主形成胶束结构是完全不同的。另外,这种非平衡反转相结构的形成与胶体悬浮液的聚集也不同,胶体悬浮液的聚集中聚集体可以无限地增大,直到形成大块沉淀析出,而此处软胶束聚集体的尺寸并不能无限地增大。因为它是嵌段共聚物,受作为软胶束核的PS 的构象、PS 和P M M A 之间的相互排斥作用以及形成的微球界面能的限制等[26~28],其平均直径如图3所示约为85nm 。

图4 PS 1312PM MA 47P 四氯乙烷稀溶液中依赖排空吸引熵力作用形成无规分布的类胶束微球的示意图

(a)体系中的组成;(b)体积较大的PS /软胶束0的排斥体积部分重叠从而提供给体积较小的PM MA

/软胶束0和溶剂分子S 更多的可以进入的自由体积。

Figure 4 Schematic representati on of the depletion attractio n effect o n the formation of the disordered spheres

in dilu te PS 1312PM MA 47P 1,1,2,22tetrachlo roethane solution.(a)The components of the system;

(b)the excluded volume ov erlaps amo ng the large PS /so ft colloids 0and to increase free v olume of the sy stem.

软物质的特征之一是其性质不仅仅与其分子的化学组成相关,很大程度上还依赖于分子及分子以上层次的聚集状态及聚集过程。图3中通过稀溶液的冷冻干燥获得的PS 为核、PM M A 为壳的类胶束结构,也应可以作为单元模块来构建更大尺度的相结构。控制溶剂挥发不仅也可以获得图3的类胶束结构,同时还能使溶液浇铸膜上存在一定强度的剪切应变场[11,29],作者据此以图3的类胶束来构建更大尺度的相结构。将图3a 体系的浇铸膜以不同挥发速度去除溶剂时,当挥发速度达011mL P h,薄膜上形成了一些类似于图3中PS 为核、PM M A 为壳的类胶束结构及由其融合而成的短柱或未闭合的环状结构如图5a 。溶剂挥发速度减慢为0101mL P h 时,挥发造成的剪切应变场仍然足够强,膜上形成了更多的结构比较疏松的环如图5b 。随着挥发速度继续减慢至01004mL P h 时,膜上形成了规整排列的紧密环结构如图5c 。速度再减慢至01001mL P h 时,只观察到如图2e 的反转球状相结构。继续减慢溶剂挥发速度至0100008mL P h 时,浇注膜上只能观察到平衡态的PM M A 柱状相结构了。

图5环状结构的形成显然还与膜厚有关。当膜非常薄时,嵌段共聚物分子被吸附于基板表面,即使溶剂快速挥发产生强剪切应变场也不能使其形成环状结构。只有当膜厚超过至少嵌段共聚物的一个结构周期时,才能观察到环状结构。为了解薄膜厚度的影响,图6给出了硅基板上图5体系的厚度渐变薄膜的扫描探针显微三维立体图和剖面高度曲线,其中符号H 、S 1、1、S 2和2分别表示底层、斜面1、第一层台阶、斜面2和第二层台阶。由高度曲线可知,两个台阶的高度近似相等约为65nm,非常接近样品的本体结构周期67nm 。在底层H 处,膜的表面非常平整,且无明显的相分离结构,其厚度约10nm,与样品的回转半径R g (11165nm)相当[30],因此可以认定为单分子层。很可能是极性较大的PM M A 吸附在极性

SiO 2表面,因溶剂快速挥发使其没有来得及相分离就达到玻璃态而被冻结了。这一单分子层极有可能充当了真正的基板。随着膜厚的增加,虽然在斜面S 1处没有任何特征结构,但在台阶1的边缘处却形成了紧密堆积的球状、柱状和环状结构,其中柱状结构和环状结构应是因薄膜收缩产生强剪切应变场使球状结构融合而成。自台阶1边缘1L m 左右距离开始,可能由于剪切应变场的减弱使得在台阶1表面形成了稀少的环状结构。这些环状结构的环柱高度仅为7nm,远小于环柱的直径,很显然环是/嵌0入膜内的。这种环状结构一直延续到台阶2,只是在台阶1和台阶2的斜面S 2处呈现出一些可能是由于膜厚的突然变化造成的破损环状结构。

图5 PS 1312PMM A 47P 四氯乙烷浇铸膜随溶剂挥发速度的不同形成的非平衡相结构的TEM 图片

(a)挥发速度为011mL P h 时形成的类似环状的结构;(b)挥发速度为0101mL P h 时形成的松散环状相结构;

(c)挥发速度为01004mL P h 时形成的紧密环状相结构。图中暗相区为PS,亮相区为PM MA 。

Fig ure 5 TE M micro graphs of PS 1312PM MA 47cast fil ms fro m 1,1,2,22tetrachloroethane under vario us solvent evaporation rate:

(a)ring 2like phase at the solvent evaporation rate of 011mL P h;(b)loose 2ring phase at 0101mL P h;

(c)tight rin g phase at 01004m L P h.The dark domains are PS and the bri ght do mains PM MA.

图6 初始浓度为0102%(v P v)的PS 1312P MMA 47P 四氯乙烷溶液浇铸膜以01004mL P h 的速度挥发溶剂时

形成的表面台阶结构的扫描探针显微三维立体图和剖面高度曲线

符号H 、S 1、1、S 2和2分别表示底层、斜面1、第一层台阶、斜面2和第二层台阶。

Fi gure 6 32Di mentional SPM heigh t topog raphy and the profile of the PS 1312PMM A 47cast film onto silicon substrate

from 0102%(v P v)solutio n in 1,1,2,22tetrachloroethane at solvent evaporating o f 01004mL P h.S 1and S 2indicate the sloped

regions betw een the homo geneo us lay er (H)and the terrace 1and between terraces 1and 2,respectively.

3 非平衡相的结构演变

第1节利用良溶剂对嵌段组成亲和性的细微差别构建非平衡反转相,是利用了软物质的弱影响强响应性,第2节讨论的这些非平衡相构建的熵驱动机理则体现了软物质的熵致相变的作用。然而,图2的这些非平衡反转相似乎并没有显示特定的结构特征用以归纳总结它们的形成规律。利用高分子的软物质特征构建非平衡相,也应该体现在能够操控非平衡相的结构演变,有目的、有规律地构建一些有特征结构的非平衡相。表1和图2显示了溶剂择优亲和性的强弱对非平衡相构建的作用,作者试图进一步通过调控择优亲和溶剂分子的数量,即调控体系的溶液浓度,操控非平衡相的结构演变,获得特定的非平衡相结构。

仍选择表1的体系5,PS 1312PM M A 46P 四氯乙烷,配制浓度011%(v P v)的初始溶液,采取极其缓慢的溶剂挥发速度,以尽可能屏蔽溶剂挥发动力学的影响,在不同时间段获得不同浓度的样品,然后冷冻干燥将其中的瞬时相分离状态保存于固体膜中进行观察研究[19]。低浓度时的相结构如图3a 和b 所示。当浓度增至U ~10%(v P v)时图3球的壳层相互接近融合成基体相,形成长程有序的反转球状相结构,薄膜平面和侧面的TE M 照片如图7a 及插图所示。随着浓度的增大,这些反转的球开始拉长,有的并会连接到一起形成柱,如图7b 。浓度再增大至U ~16%(v P v)时,薄膜形态显示已经演变成平行于基板的柱状相结构,其平面和侧面的TE M 照片如图7c 及插图所示。由于此时仍然是低含量嵌段PM M A 形成基体相,所以图7c 的结构是反转柱状相。浓度继续增大至U ~30%(v P v)时,反转柱状相的表面很有可能因体系中溶剂浓度的波动而产生了波动,并在有些区域由于柱表面凸起的部分相互粘合而在膜的表面似乎形成了一些拉长的PM M A 微区,如图7d 。随着浓度增大到U ~40%(v P v),这种P M M A 微区扩展到了整张膜,其平面和侧面的TE M 照片如图7e 及插图所示。从表面看,好像是P M M A 形成了分散相分布于PS 形成的基体相中,属正常相结构。但结合图7e 中内插的薄膜侧面图,仔细分析发现却是高含量嵌段PS 形成的片层被低含量嵌段PM M A 刺穿,高含量PS 的微区分布于低含量P M M A 的基体相中,是反转的刺穿片层结构。浓度继续增大至U ~43%(v P v)时,在薄膜的表面已经观察不到任何形貌了,但切片后的TE M 结果(见图7f)显示为平行于基板的PS 和PM M A 交替排列的条带结构,由此判断为片层结构。随着溶剂的继续减少,体系浓度急剧增加,致使难以捕捉到十分详细的结构演变,至浓度达82%(v P v),形貌特征始终显示为低含量嵌段PM M A 形成柱分散于高含量嵌段PS 形成的基体相中(见图7g),是样品的平衡正常相。图7g 的相邻PM M A 柱的中心距为67?2nm,与样品的平衡柱状相结构的周期相同。

图7 四氯乙烷中随PS 1312PM MA 47浓度增大从反转球状相(a)演变到正常柱状相(g)的过程中,

所形成的非平衡相结构的TE M 图片,(b)反转球和反转柱状相结构并存;(c)反转柱状相结构;(d)反转柱状相结构表面的波动;

(e)反转刺穿片层相结构;(f)层状相结构;(g)正常柱状相结构。图中暗相区为PS,亮相区为PMMA 。

Figure 7 TE M microg raphs of non 2equilibrium phase structure o f PS 1312PM MA 47formed from 1,1,2,22tetrachloroethane

at v arious co ncentration.(a)inverted sphere;(b)coexistence o f inverted spheres and inverted cyli nders;

(c)inverted cylinders;(d)undulated inverted cylinders;(e)inverted perfo rated lamellar phase;(f)lamella;

(g)no rmal cylinders.The dark do mains are PS and the brigh t do mains PM MA.

图7的结果证实溶剂择优亲和性的强弱及择优亲和溶剂分子的数量确实可以用于非平衡相的构建及相结构的演变。虽然溶剂四氯乙烷与PS 和PM M A 的相互作用参数只有微小差异($V ~01061),也足以促使被其择优亲和的P M M A 段采取比较伸展的构象,被其择优疏远的PS 段采取比较卷曲的构象

[14]。已经知道分子链的构象决定溶剂分子在其中的扩散,分子链愈伸展溶剂分子在其中的扩散愈快[31]。因

而四氯乙烷分子在PM M A 相中的扩散快于其在PS 相中的扩散。另一方面,虽然溶剂四氯乙烷对P M M A 段择优亲和,但仍是PS 段的良溶剂,其在PM M A 和PS 两相中的分布差别仍然很小。综合起来,在体系的浓度高到一定程度后,溶剂将更容易从PM M A 相区离去,帮助PM M A 成为基体相的溶剂分子会较快地减少,即体系浓度越高,P M M A 及其周围与之亲和的溶剂分子所共同占有的PM M A 有效体积分数随之逐渐减小,溶剂帮助P M M A 成为基体相的作用也越小。作者认为正是这种PM M A 有效体积分数随体系浓度增加而逐渐减小,使体系经历了相界面从反转相时的向PS 弯曲(见图8a),到正常相的向P M M A 弯曲(见图8c),其中也必然会经历界面曲率为零的交替片层结构(见图8b)。图7的结果突破了化学组成对相结构

的限制,由一种组成的嵌段共聚物获得多种相结构,为嵌段共聚物在纳米领域应用所需的相结构提供了简便、经济的构建技术。

图8 从反转相经历片层结构演变成正常相的示意图

(a)反转相中界面向PS 弯曲;(b)界面曲率为零时的片层结构;(c)正常相中界面向PMM A 弯曲。

Figure 8 Schematic illustration for the transitio n fro m inverted phase to normal phase.

(a)Inverted curved in terface structure,(b)layered interface s tructure,and (c)no rmal curved in terface structure.

4 多分散体系非平衡相的构建

第2节讨论的以图3的类胶束作为单元模块构建图5的环状结构体现了软物质的自组织特性[25]。无论什么尺度的构建模块,其多分散性对自组织的形成及演变都具有重要的影响,这也是软物质的多分散性特征。比如分子尺度上的构建模块分子链的长度多分散性可以导致共混物的相分离,结晶序列长度的多分散性可以影响晶格缺陷和晶区尺寸,热力学优先的长链分子吸附与动力学优先的短链分子吸附可以延缓多分散体系的吸附过程。把表1体系2的嵌段共聚物PS 202PB 47的分子量用两种方法加倍,一种是一端加长获得PS 172PB 822PS 18如图9b,另一种是两端加长获得PS 372PB 100如图9c 。可以看到在同样的溶剂择优亲和条件下,图9b 一端加长的样品仍可形成非平衡的反转相,而图9c 两端加长的则不能。如果将图9a 和图9c 的两种嵌段共聚物混合组成一个嵌段长度具有多分散性的体系,其非平衡相的构建应自有其规律。

图9 PS 202PB 47及其以两种不同方式使分子量加倍时获得嵌段共聚物以择优亲和PS 的甲苯浇铸成膜的TEM 图片,

实验条件同图2。(a)PS 202PB 47;(b)PS 172PB 822PS 18;(c)PS 372PB 100.图中暗相区为PB,亮相区为PS 。

Figure 9 TEM micrographs o f cast films of PS 202PB 47and the other t wo block co polymers with double molecular wei ght o f

PS 202PB 47from toluene w ith preferential affinity to PS.(a)PS 202PB 47;(b)PS 172PB 822PS 18;

(c)PS 372PB 1001The dark domains are PB and the bright do mains PS.

作者将表1体系1的嵌段共聚物PS 632PB 33与图9c 中的嵌段共聚物PS 372PB 100混合作为模型多分散体系进行研究[32]。非平衡相的构建实验是采用旋涂成膜而后溶剂退火的方法。这种方法更容易观察体系结构演变的动态过程,还能获得大面积有序薄膜样品。以下分别从热力学和动力学研究在不同择优亲和性的良溶剂条件下,多分散体系非平衡相的形成及结构演变。

重量比为1:1的PS 632PB 33和PS 372PB 100混合体系(混合体系中PS 体积含量约为43%),经甲苯溶液旋涂成厚度约为40纳米的薄膜,分别在择优亲和PB 段和PS 段溶剂的饱和蒸汽中退火处理至薄膜完全溶

胀,研究热力学因素对多分散嵌段共聚物体系非平衡相构建的影响。已经知道PS632PB33和PS372PB100混合体系能实现分子水平的混合并只发生微观相分离,其本体平衡相结构为片层结构[33]。当用择优亲和PB 段的溶剂环己烷退火处理时,形成了球状及柱状PS交替规则地分布于PB基体相中的/球在柱间0的结构(见图10a)。由于良溶剂的缘故,PB和PS段在被环己烷完全溶胀的薄膜中都有较为充足的时间调整构象。但又由于环己烷择优亲和PB段,体系中不同长度分布的PB段能够很好地融合并形成基体相,而PS 段则因与环己烷亲和程度不够,不同长度分布的PS段形成了交替排列的各自的微相区。根据体系中不同长度PS段和PB段的体积含量,可以得知长PS63段形成了平均尺寸为2413?213nm的柱状分散结构,而短PS37段则形成了平均尺寸为3015?315nm的球状分散结构(示意如图10b)。作者改变多分散体系中短PS段的长度,在相似条件下也得到了/球在柱间0结构,其中柱状相的尺寸没有明显改变,而球状相的平均尺寸变化明显,证明了关于图10a中长PS段形成柱、短PS形成球的推测。图10a的结果显示PS体积分数达43%的多分散体系,并未形成层状的相结构。这和表1体系4、6和10等的窄分布嵌段共聚物样品一样,由于溶剂的择优亲和性使得它们并未按化学组成形成层状相结构,进一步说明利用溶剂择优亲和性构建和调控嵌段共聚物的相结构具有普适性。

图10PS632PB33P PS372PB100重量比为1B1的二元共混体系(PS体积含量约为43%)

的旋涂膜在不同择优亲和性的饱和溶剂蒸汽中退火12h后形貌的TE M图片

(a)环己烷蒸汽中形成的/球在柱间0结构,插图为同一薄膜的侧面结构;(b)/球在柱间0结构平面方向的结构示意图;

(c)苯蒸汽中形成的PB为分散相的结构。图中暗相区为PB,亮相区为PS。

Figure10TEM micrographs of the spun2cast films of binary blend of PS632PB33P PS372PB100

(1B1by weig ht)annealed in the saturated vapo r of different solvents.(a)The/spheres2between2cylinders0

o btai ned in the vapo r of cyclo hexane,the inset is the cro ss2sectional structure of the same film;

(b)in plane schematic representatio n o f the/spheres2bet ween2cyli nders0structure;

(c)PB as dispersed do mai ns formed in benzene vapor.The dark domains are PB and the br i ght do mains PS.

当以上共混的多分散体系用择优亲和PS的溶剂苯做退火溶剂时,不同长度分布的PS段在薄膜中形成了基体相,而不同长度分布的PB段都成为分散相(见图10c)。对比苯和环己烷两种溶剂,苯的粘度较低,苯分子在PB相中的扩散速度要快于环己烷分子在PS相中的扩散速度[20,21],且PB玻璃化转变温度低,所以苯对PB相区形成的影响要复杂得多,不是单单溶剂的择优亲和性就可以决定的。此外,通过计算体系的PS段和PB段的长度分布也发现,PB段较PS段的长度分布为宽,即PB段的长度/涨落0较大[34]。这种较大程度的PB段长度涨落会使体系在择优亲和PS的苯溶剂处理下形成的PB分散相结构的长程有序性,明显低于择优亲和PB的环己烷条件下形成的PS分散相结构的长程有序性,表现为图10c 的黑色PB部分较图10a的白色PS部分的尺寸分布要大许多。有意思的是图9c的窄分布样品PS372PB100在择优亲和PS的苯溶剂存在下,不能形成PB为分散相的反转相结构,而在多分散体系中却能形成球状PB的分散相(见图10c)。嵌段长度的多分散性似乎强化、放大了溶剂择优亲和性对非平衡反转相形成的影响。溶剂的择优亲和性,即热力学因素是形成反转相的必要条件,但其它因素,如剪切应变场(见图5)和多分散性(见图10)的存在又帮助了更复杂相结构的形成。

下面以同样的多分散嵌段共聚物和择优亲和PB段的环己烷体系为例,探讨动力学因素对非平衡相构建的影响。研究中设计了两种非平衡相构建的动力学过程,一是在环己烷饱和蒸汽压下时间相关的构

建,一是变化环己烷蒸汽压进行构建。旋涂成膜的样品在环己烷饱和蒸汽压下退火015h 后,由于痕量残余旋涂溶剂甲苯的存在,因甲苯对PS 段有微弱的择优亲和性,薄膜上首先出现了分散的PB 球、短柱和环等多重结构(见图11a),这些多重PB 结构对应着长度多分散的PB 段。随着退火时间的延长,环己烷对体系相分离的影响逐渐增强,上述多重PB 结构倾向于相互融合形成连续相,如退火2h 后,薄膜上形成了更多的PB 球和短柱的融合(见图11b)。进一步延长退火时间至5h,更多的环己烷分子的渗入使得痕量旋涂溶剂甲苯的影响不复存在,在择优亲和PB 段的环己烷的作用下,不同长度的PS 段彼此分离的倾向增强,它们以不同曲率分别形成球状或柱状相,而源自不同PB 段长度的球和短柱的融合倾向进一步增强了PB 基体相的形成(见图11c)。进一步延长退火时间至12h,则形成图10a 的球状及柱状PS 交替规则地分布于PB 基体相中的/球在柱间0的结构。图11d 示意了这个退火过程的结构演变。

图11 (a 2c)PS 632PB 33P PS 372PB 100重量比为1B 1的二元共混体系(PS 体积含量约为43%)的旋涂膜

在环己烷饱和蒸汽中随退火时间延长薄膜中形貌演变过程的SPM 相图(1@2L m 2)及(d)/球在柱间0结构形成示意图。

其中(a)、(b)、(c)分别为退火时间015h 、2h 和5h 的薄膜形貌的SP M 相图,该条件下较亮相区为橡胶态的PB 段。

Figure 11 Tapping mode SPM phase images of the blend thin film o f PS 632PB 33P PS 372PB 100(1B 1by w eight)

annealed in the saturated cyclohexane vapo r fo r (a)015h,(b)2h,and (c)5h,respectively.

Bri ght do mains are PB.(d)Schematic illu mination of the fo rmation process of /spheres 2between 2cylinders 0.

变化环己烷蒸汽压在薄膜中构建非平衡相时,不同蒸汽压下薄膜的溶胀程度不同,非平衡相实际上是在不同浓度下完成的。图7给出的是窄分布嵌段共聚物体系当浓度由低至高时非平衡相的形成及结构演变,而图12则是多分散嵌段共聚物体系在浓度由高至低时非平衡相的形成及结构演变。研究发现,当采用87L L 的退火溶剂用量(同样温度下饱和用量为183L L)时,薄膜吸附的环己烷较少,溶胀程度较低,溶胀薄膜中嵌段共聚物的浓度U 较高,约为83%,此时溶剂不足以使不同长度的PS 段充分调整而形成彼此独立的微相区,因此只出现了紧密排列的PS 球状相结构(见图12a)。当增加退火溶剂用量达123L L 时,虽然仍小于饱和用量,但此时体系的嵌段共聚物的浓度U 接近72%,溶剂调整PS 段的可能性增加,部分区域形成了如图10a 的球状及柱状PS 交替规则地分布于PB 基体相中的/球在柱间0的结构(见图12b)。当退火溶剂用量达到185L L 时,即薄膜中聚合物浓度小于30%时,形成了完整的/球在柱间0的结构(见图12c)。

5 结束语

物质世界中存在着一些性质特殊的物质,如既有液体又有晶体特征的液晶,对油和水这对相憎的介质都亲和的两亲性物质,显示多层次多尺度结构的合成高分子及天然大分子等。这些性质特殊的物质表现出复杂的行为,比如分子以上层次的聚集状态影响着高分子的性质和功能,分子聚集体表现出有别于单个分子的层展现象等。要解决这些物质的特殊行为和复杂表现有否规律可循、是否存在与简单体系相统一的规律、能否如简单体系那样被定量化描述等科学问题,把它们归类以有别于现有的物质体系加以研究似乎比较有效。法国物理学家P.2G.de G ennes 因发现简单体系有序现象的研究方法可以推广到更复杂的物质形式尤其是液晶和高分子而荣获1991年度的诺贝尔物理学奖,无论是从他的诺贝尔获奖演讲题目还是从演讲报告内容[35],P.2G.de G ennes 似乎就是在为这些行为特殊和表现复杂的物质进行界定和划分,将它们统称为软物质。接受软物质的概念开展高分子的研究,尤其是高分子物理的研究可以

图12PS632PB33P PS372PB100重量比为1B1的二元共混体系(PS体积含量约为43%)的旋涂膜在不同环己烷蒸汽压下退火12h后,溶胀薄膜中嵌段共聚物浓度由高至低时非平衡相结构的TEM图片:

(a)83%;(b)72%;(c)<30%。图中暗相区为PB,亮相区为PS。

Figure12TEM morphologies of the blend thin film of PS632PB33P PS372PB100(1B1by weight)

annealed under vario us cyclohexane vapor pressures.(a)87L L(U~83%),(b)123L L(U~72%),

and(c)185L L(U<30%),respectively.The dark domains are PB and the bright do mains PS.

拓展思路、建立方法。作者受de Gennes对软物质的基本和核心定义)弱影响强响应性的启发,利用过去被忽略的嵌段共聚物在良溶剂体系中V AS和V B S间的微小差异,开展了嵌段共聚物非平衡相的构建及结构演变的系统研究,加深理解了熵致相变的作用,探讨了多分散性对软物质自组织的影响,实现了一种化学组成的长链分子能显示出多种有序相结构。作者期望在高分子软有序化,即利用软物质的特性建立结构有序化新方法、发现新有序结构及开发新应用的研究中,能够实现形状、功能和分子排列可控的、具有工程化价值的高分子有序结构的构建,拓展高分子作为材料应用的价值。

致谢:何天白感谢参与本文研究和交流的张青岭、黄海瑛、陈永忠、杜滨阳等博士和郭瑞博士及徐翠和吴奇等教授,参与高分子软有序化研究和交流的谢封超、刘结平、张发军、胡志军、陈冬菊等博士和王宗宝博士及程正迪和杨德才等教授;感谢国家自然科学基金委的持续支持。

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Non2equilibrium Phase Construction in Block Copolymer

Based on Soft Matter Behaviors of Polymer

G O NG Yu2mei1,HE Tian2bai2

(11Scho ol o f Chemical Engneering and Material,Dalian Polytechnic U nivers ity,Dalian116034)

(21State Ke y Labo ratory o f P o lymer Physics and Che mis try,Chan gchun Institute o f A pplie d Chemistry,

Chinese A cade my o f Sciences,Chan gchun130022)

Abstract:Taking bloc k copolymer as an e xample,we report here non2equilibrium phase f ormation and transition by using its soft matter behavior,such as small cause inducing large ef fect,entropy induced phase formation and polydispersity.Driving f orces and evolution process of those composition2independent phase formation and transition have been discussed.Diversities of phase morphology obtained f rom block copolymer with certain one composition could economically satisf y requirements of performance diversity to polymer materials.

Key words:Soft matter;Bloc k copolymer;N on2equilibrium phase;Structure and morphology

高分子材料工程专业英语翻译(最新修正稿)

UNIT 1 What Are Polymers? 第一单元什么是高聚物？ 什么是高聚物？首先，他们是络合物和大分子，而且不同于低分子化合物，譬如说普通的盐。与低分子化合物不同的是，普通盐的分子量仅仅是58.5，而高聚物的分子量高于105，甚至大于106。这些大分子或“高分子”由许多小分子组成。小分子相互结合形成大分子，大分子能够是一种或多种化合物。举例说明，想象一组大小相同并由相同的材料制成的环。当这些环相互连接起来，可以把形成的链看成是具有同种（分子量）化合物组成的高聚物。另一方面，独立的环可以大小不同、材料不同，相连接后形成具有不同(分子量)化合物组成的聚合物。 许多单元相连接给予了聚合物一个名称，poly意味着“多、聚、重复”，mer意味着“链节、基体”（希腊语中）。例如：称为丁二烯的气态化合物，分子量为54，化合将近4000次，得到分子量大约为200000被称作聚丁二烯（合成橡胶）的高聚物。形成高聚物的低分子化合物称为单体。下面简单地描述一下形成过程： 丁二烯＋丁二烯＋…＋丁二烯——→聚丁二烯 （4000次） 因而能够看到分子量仅为54的小分子物质（单体）如何逐渐形成分子量为200000的大分子（高聚物）。实质上，正是由于聚合物的巨大的分子尺寸才使其性能不同于像苯这样的一般化合物(的性能)。1例如，固态苯，在5.5℃熔融成液态苯，进一步加热，煮沸成气态苯。与这类简单化合物明确的行为相比，像聚乙烯这样的聚合物不能在某一特定的温度快速地熔融成纯净的液体。而聚合物变得越来越软，最终，变成十分粘稠的聚合物熔融体。将这种热而粘稠的聚合物熔融体进一步加热，不会转变成各种气体，但它不再是聚乙烯（如图1.1）。 固态苯——→液态苯——→气态苯 加热，5.5℃加热，80℃ 固体聚乙烯——→熔化的聚乙烯——→各种分解产物-但不是聚乙烯 加热加热 图1.1 低分子量化合物（苯）和聚合物（聚乙烯）受热后的不同行为发现另一种不同的聚合物行为和低分子量化合物行为是关于溶解过程。例如，让我们研究一下，将氯化钠慢慢地添加到固定量的水中。盐，代表一种低分子量化合物，在水中达到点（叫饱和点）溶解，但，此后，进一步添加盐不进入溶液中却沉到底部而保持原有的固体状态。饱和盐溶液的粘度与水的粘度不是十分不同，但是，如果我们用聚合物替代，譬如说，将聚乙烯醇添加到固定量的水中，聚合物不是马上进入到溶液中。聚乙烯醇颗粒首先吸水溶胀，发生形变，经过很长的时间以后，（聚乙烯醇分子）进入到溶液中。2同样地，我们可以将大量的聚合物加入到同样量的水中，不存在饱和点。将越来越多的聚合物加入水中，认为聚合物溶解的时间明显地增加，最终呈现柔软像面团一样粘稠的混合物。另一个特点是，在水中聚乙烯醇不会像过量的氯化钠在饱和盐溶液中那样能保持其初始的粉末状态。3总之，我们可以讲（1）聚乙烯醇的溶解需要很长时间，（2）不存在饱和点，（3）粘度的增加是典 型聚合物溶于溶液中的特性，这些特性主要归因于聚合物大分子的尺寸。 如图1.2说明了低分子量化合物和聚合物的溶解行为。 氯化钠晶体加入到水中→晶体进入到溶液中.溶液的粘度不是十分不同于充分搅拌 水的粘度→形成饱和溶液.剩余的晶体维持不溶解状态.加入更多的晶体并搅拌氯化钠的溶 解 聚乙烯醇碎片加入到水中→碎片开始溶胀→碎片慢慢地进入到溶液中允许维持现状 充分搅拌→形成粘稠的聚合物溶液.溶液粘度十分高于水的粘度继续搅拌聚合物的溶解

高分子材料与工程就业前景

高分子材料与工程就业前景 篇一：高分子材料与工程_就业前景和社会需求 材料工程类属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。材料工程科学的形成可以追溯到19世纪30年代，但直到20世纪70年代，才得到全面的发展。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。学生毕业后可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。 由于高分子材料发展十分迅速，所以申请这个专业的人数也稍微偏多，竞争相对激烈。在就业方面可以从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作，就业前景很不错。所以美国大学的录取要求相对别的专业都会有所提高。 高分子材料与工程专业就业前景 当今,高分子材料又向着尖端领域发展,新的特殊性能高分子功能材料不断出现,前景十分的广阔.市场对高分子人才的需求也日益增加,无论是在日常化工,还是在高精尖端科技,高分子人才都备受欢迎,高分子材料专业的社会需求一直处于化学、材料类专业的前列.随着国际国

内对环境保护的重视,印刷包装领域也在不断改进材料,如环保型印刷材料、环保型包装材料和新型数字印刷材料等都是产业发展方向,相信经过四年的学习,在印刷包装材料领域一定大有可为. 高分子材料与工程专业就业前景广阔，高分子材料人才可以在绝大多数工业领域取得发展，因为需要高分子材料的行业多得超乎你的想像.学任何专业,如果立志于毕业后干本行业,专业课是必须要学好的,另外英语也能成为你的一把利器. 高分子材料与工程专业就业前景之课程介绍 高等数学、大学物理、计算机文化基础及语言、近代化学基础(包括无机、有机、分析化学等)、物理化学、仪器分析、工程力学、高分子化学和物理、材料科学与工程基础、工程制图、化工原理、高分子材料成型加工基础、高分子材料成型机械及模具基础、聚合物共混改性原理、机械设计基础、机械原理及计算机设计、高分子材料加工新技术、模具工程设计、模具CAD/CAE、聚合物成型机械等. 高分子材料与工程专业就业前景之培养目标 本专业培养德、智、体全面发展,掌握高分子材料合成、加工的基本原理,能在高分子材料的合成、共混改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理、教学等方面工作,并具有开拓创新精神和竞争能力的高级工程技术人才. 高分子材料与工程专业就业前景之就业方向 本专业毕业生的择业面很宽,适应能力强.适合于高分子材料合成

高分子结构和形态特点

1. 结构 高聚物是由许多巨大的分子构成的。这些大分子有许多重复的结构单元组成。某些高聚物的结构单元是完全一致的（均聚），但另一些则是由两种以上的结构单元混合组成（共聚），同时大分子之间又有各种联系。因此必须从微观、亚微观直到宏观不同的结构层次来描述高聚物分子结构、形态和聚集态等。 高聚物主要分为以下结构：一次结构（近程结构）、二次结构（远程结构）、三次结构（聚集态结构）和高次结构的层次。 一次结构式是指大分子的化学组成，均聚或共聚，大分子的相对分子量，链状分子的形状如直链、支化、交联。此外还包括大分子的立体构型如全同立构、间同立构、无规立构、顺式、反式的等的区别。 二次结构指的是单个大分子的形态（微观），如无规线团、折叠链、螺旋链等。 三次结构指的是具有不同二次结构的单个大分子聚集在一起形成的不同的聚集态结构。如：无规线团构成的线团胶团、缨束状结构、片晶和超螺旋结构。 高次结构指三次结构以及与其他物质构成尺寸更大的结构，如由折叠链形成的片晶构成球晶。 2.高聚物结构的测定方法 测定结构的方法有X射线衍射法（大角），电子衍射法、中心散射法、裂解色谱-质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分析法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极矩法、旋光分光法、电子能谱等。 测定聚集态结构的方法有X射线小角散射、电子衍射法、电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜、固体小角激光光散射等。 测定结晶度的方法有X射线衍射法、电子衍射法、核磁共振吸收（宽线）、红外吸收光谱，密度法，热分析法。 3.高聚物分子运动（转变与松弛）的测定 了解高聚物多重转变与运动的各种方法，主要有四种类型：体积的变化、热力学性质及力学性质的变化和电磁效应。测定体积的变化包括膨胀计法、折射系数测定法等；测定热学性质的方法包括差热分析方法（DTA）和差式扫描量热法（DSC）等；测定力学性质的变化的方法包括热机械法、应力松弛法等；还有动态测量法如动态模量和内耗等；电磁效应包括测定介电松弛、核磁共振等。 4.高聚物性能的测定 高聚物的力学性能主要是测定材料的强度和模量以及变形。试验的方法有很多种，有拉伸、压缩、剪切、弯曲、冲击、蠕变、应力松弛等。静态力学性能试验机有静态万能材料试验机，专用应力松弛仪、蠕变仪、摆锤冲击机、落球冲击机等，动态力学试验机有动态万能材料试验机、动态粘弹谱仪、高低频疲劳试验机。 材料本体的粘流行为主要是测定粘度和切变速率的关系、剪应力与切变速率的关系等，采用的仪器有旋转粘度计、熔融指数测定仪、高压电击穿试验机等。 材料的电学性能主要有电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿电压，采用仪器有电阻计，电容电桥介电性能测定仪、高压电击穿试验机等。 材料的热性能，主要有导热系数、比热、热膨胀系数、耐热性、耐燃性、分解温度等。测定仪器有高低温导热系数测定仪、差示扫描量热仪、量热计、线膨胀和体膨胀测定仪、马丁耐热仪和维卡耐热仪、热失重仪、硅碳耐燃烧试验机等。

高分子材料与工程实习报告

南京林业大学 认知实习报告 学院：理学院 专业：高分子材料与工程 姓名：陈凯 学号：101102203 指导老师：陈泳 实习时间：2012年10月22日——2012年10月28日 实习地点：南京林业大学校内 一、目录 二、实习目的和意义 三、实习内容 “聚氨酯材料”讲座 “玻璃钢复合材料”讲座 “玻璃钢复合材料”讲座

参观实验室 三、认知实习总结 一、实习目的和意义 通过认识实习，使学生了解高分子材料的一些典型成型方法，了解高分子材料的应用领域。通过认识实习，学生应该将正在学习的聚合物加工基础、塑料橡胶成型原材料、塑料橡胶成型工艺与设备等专业理论知识与生产实际相结合，进一步理解和深化过去学到的知识为即将要学习塑料橡胶模具设计等课程积累生产实践经验。 二、实习内容 “聚氨酯材料”讲座 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,英文名称是polyurethane，CASNo.：51852-81-4分子式：(C10H8N2O2·C6H14O3)x，它是一种高分子材料。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。反应式如下：-N=C=O+HO-→-NH-COO-，聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。（氰酸说明:H—O—C≡N（正）氰酸H—N＝C＝O（异氰酸）有（正）氰

酸和异氰酸两种。游离酸是二者混合物，未曾分离开业，但其酯类则有两种形式。氰酸是有挥发性和腐蚀性的液体。有强烈的乙酸气味。密度1.14。沸点23.6℃。在水溶液中显示极强酸性。性不稳定，容易聚合。水解时生成氨和二氧化碳。与醇类作用时生成氨基甲酸酯。（正）氰酸酯R—O—C≡N易聚合，并易水解，很难得到纯态物。异氰酸酯R—N＝C＝O或O＝C＝N—R—N＝C＝O，一般是带有不愉快气味的液体。氰酸可由氰尿酸经加热分解而制得。） 聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。 根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。聚醚型聚氨酯主要是针对制备聚氨酯材料中的多元醇定义的，即制备聚氨酯的多元醇完全由聚醚型多元醇或者是在该体系中占有绝大部分。 聚醚多元醇分子结构中，醚键内聚能低，并易旋转，故有它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，虽然机械性能不如聚酯型聚氨酯，但原料体系粘度低，易与异氰酸酯、助剂等组份互溶，加工性能优良。 聚酯多元醇一般所指的是由二元羧酸与二元醇等通过缩聚反应得到的聚酯多元醇。广义上是含有酯基（COO）或是碳酸酯基

高分子材料工程专业英语翻译

Unit 1 What are polymers? What are polymers? For one thing, they are complex and giant molecules and are different from low molecular weight compounds like, say, common salt. 什么是高聚物？首先，他们是合成物和大分子，而且不同于低分子化合物，譬如说普通的盐。 To contrast the difference, the molecular weight of common salt is only 58.5, while that of a polymer can be as high as several hundred thousand, even more than thousand thousands. 与低分子化合物不同的是，普通盐的分子量仅仅是58.5，而高聚物的分子量高于105，甚至大于106。 These big molecules or ‘macro-molecules’ are made up of much sma ller molecules, can be of one or more chemical compounds. 这些大分子或“高分子”由许多小分子组成。小分子相互结合形成大分子，大分子能够是一种或多种化合物。 To illustrate, imagine that a set of rings has the same size and is made of the same material. When these things are interlinked, the chain formed can be considered as representing a polymer from molecules of the same compound. 举例说明，想象一组大小相同并由相同的材料制成的环。当这些环相互连接起来，可以把形成的链看成是具有同种化合物组成的高聚物。 Alternatively, individual rings could be of different sizes and materials, and interlinked to represent a polymer from molecules of different compounds. 另一方面，环可以大小不同、材料不同, 相连接后形成具有不同化合物组成的聚合物。 This interlinking of many units has given the polymer its name, poly meaning ‘many’ and mer meaning ‘part’ (in Greek). 聚合物的名称来自于许多单元相连接，poly意味着“多、聚、重复”，mer意味着“链节、基体”（希腊语中）。 As an example, a gaseous compound called butadiene, with a molecular weight of 54, combines nearly 4000 times and gives a polymer known as polybutadiene (a synthetic rubber) with about 200 000molecular weight. 例如：气态化合物丁二烯的分子量为54，连接4000次可得到分子量大约为200000的聚丁二烯（合成橡胶）高聚物。 The low molecular weight compounds from which the polymers form are known as monomers. The picture is simply as follows: 形成高聚物的低分子化合物称为单体。下面简单地描述一下形成过程： butadiene + butadiene + ??? + butadiene--→polybutadiene(4 000 time) 丁二烯＋丁二烯＋…＋丁二烯——→聚丁二烯（4000次） One can thus see how a substance (monomer) with as small a molecule weight as 54 grow to become a giant molecule (polymer) of (54×4 000≈)200 000 molecular weight. 能够知道分子量仅为54的小分子物质（单体）如何逐渐形成分子量为200000的大分子（高聚物）。 It is essentially the “giantness” of the size of the polymer molecule that makes its behavior (different from that of a commonly known chemical compound such as benzene.) 实质上正是由于聚合物的巨大分子尺寸才使其性能不同于像苯这样的一般化合物（的性能） Solid benzene, for instance, melts to become liquid benzene at 5.5℃and , on further heating, boils into gaseous benzene. 例如固态苯在5.5℃熔融成液态苯，进一步加热，煮沸成气态苯。 As against this well-defined behavior of a simple chemical compound, a polymer like polyethylene does not melt sharply at one particular temperature into clean liquid. 与这类简单化合物明确的行为相比，像聚乙烯这样的聚合物不能在某一特定的温度快速地熔融成纯净的液体。 Instead, it becomes increasingly softer and, ultimately, turns into a very viscous, tacky molten mass. Further heating of this hot, viscous, molten polymer does convert it into various gases but it is no longer polyethylene. (Fig. 1.1) . 而聚合物变得越来越软，最终变成十分粘稠的聚合物熔融体。将这种热而粘稠的聚合物熔融体进一步加热，它会转变成不同气体，但它不再是聚乙烯（如图1.1）Another striking difference with respect to the behavior of a polymer and that of a low molecular weight compound concerns the dissolution process. 聚合物行为和低分子量化合物另一不同的行为为溶解过程。 Let us take, for example, sodium chloride and add it slowly to fixed quantity of water. The salt, which represents a low molecular weight compound, dissolves in water up to a point (called saturation point) but, thereafter, any further quantity added does not go into solution but settles at the bottom and just remains there as solid. 例如，将氯化钠慢慢地添加到定量的水中。盐作为一种低分子量化合物，在水中溶解直到某一点（叫饱和点），但进一步添加, 盐不进入溶液中却沉到底部而保持原有的固体状态 The viscosity of the saturated salt solution is not very much different from that of water. But if we take a polymer instead, say, polyvinyl alcohol, and add it to a fixed quantity of water, the polymer does not go into solution immediately. 饱和盐溶液的粘度与水的粘度接近.但是，如果我们用聚合物，如聚乙烯醇添加到定量水中，聚合物不是马上进入到溶液中。 The globules of polyvinyl alcohol first absorb water, swell and get distorted in shape and after a long time go into solution. 聚乙烯醇颗粒首先吸水溶胀，发生变形，经过很长时间后，（聚乙烯醇分子）进入到溶液中。 Also, we can add a very large quantity of the polymer to the same quantity of water without the saturation point ever being reached. 同样地，我们可以将大量的聚合物加入到同样量的水中，不存在饱和点。 As more and more quantity of polymer is added to water, the time taken for the dissolution of the polymer obviously increases and the mix ultimately assumes a soft, dough-like consistency. 将越来越多的聚合物加入水中，认为聚合物溶解的时间明显地增加，最终呈现柔软像面团一样粘稠的混合物。 Another peculiarity is that, in water, polyvinyl alcohol never retains its original powdery nature [as the excess sodium chloride does] [in a saturated salt solution]. 另一个特点是，在水中聚乙烯醇不会像过量的氯化钠在饱和盐溶液中那样能保持其初始的粉末状态。 In conclusion, we can say that (1) the long time taken by polyvinyl alcohol for dissolution, (2) the absence of a saturation point, and (3) the increase in the viscosity are all characteristics of a typical polymer being dissolved in a solvent and these characteristics are attributed mainly to the large molecular size of the polymer. 总之，我们可以讲（1）聚乙烯醇的溶解需要很长时间，（2）不存在饱和点，（3）粘度的增加是聚合物溶于溶液中的典型特性，这些特性主要归因于聚合物大分子的尺寸。 The behavior of a low molecular weight compound and that of a polymer on dissolution are illustrated in Fig.1.2.

嵌段共聚物退火

非对称二嵌段共聚物胶束薄膜在溶剂退火 过程中的形态变化 摘要 对在氯仿溶剂蒸汽退火过程中不对称的聚苯乙烯——嵌段——聚（2——乙烯基吡啶）二嵌段共聚物胶束薄膜的形态变化进行了研究，最初，在膜表面形成纳米级范围的小岛，进一步的退火导致共聚物PS-b-PVP缸底部刷层以上构成的岛的生长，为了进行比较，对从THF溶液（不含胶束结构）中制备的嵌段共聚物进行了研究，从THF 中制备的膜的表面形态在溶剂退火过程中经过去湿调幅机制在不断地演变。在很长一段时间的溶剂蒸汽退火中，两种薄膜显示出相同的表面形态，这是由表面场和自动去湿机制之间的相互作用决定的。 1 介绍 嵌段共聚物（BCP)可以自动组装成一系列的定义良好的，有序的纳米结构，包括球体、圆柱体、薄片、与双螺旋形、这个是取决于相对组分聚合物【1E4】的体积分数，嵌段共聚物薄膜被确认为应用于纳米结构工程中应用范围从磁存储到光电材料、蚀刻抗蚀剂和传感器的模板和支架的理想材料，最近，溶剂退火可以被用作生产长程有序嵌段共聚物【5E15】的薄膜的其中一个重要的方法已经得到了证实，例如，Niu 和Saraf 描述了一个通过溶剂退火制备的高度有序嵌段共聚物薄膜的动力学特征的有关机制，Fukunaga 等人研究了

脱溶剂速度对通过溶剂退火所得到的ABC三嵌段共聚物的形貌的影响 并报道了大规模比对得到的微域， 轩等人通过控制的溶剂的选择性，膜厚度和水蒸气的曝光时间获得了排列有序的对称的六边形包装纳米缸二嵌段共聚物的聚（苯乙烯- 嵌段- 甲基丙烯酸甲酯）（共聚物PS-b -PMMA ）薄膜，。Peng 等人系统地研究了溶剂选择性对用溶剂退火得到的嵌段共聚物的薄膜的影响。在对称共聚物PS-b -聚甲基丙烯酸甲酯薄膜在溶剂退火后形成的不同膜结构是取决于溶剂的性质。聪等人表明水（对于PS 和P4VP 它不是一种溶剂）可诱导聚苯乙烯- 嵌段- 聚（4 - 乙烯基吡啶）（PS- β- P4VP ）胶束薄膜的形态变化。Zhao等人对在甲醇蒸气（少数的选择性溶剂P4VP块）溶剂退火后薄不对称的PS -B- P4VP薄膜的表面形态进行了研究。Kim等人表明溶剂挥发以可控制的速率可以提供一个非常简单但强大的路线来大面积产生几乎无缺陷的微观结构在聚（苯乙烯- 嵌段- 环氧乙烷）（PS- β- PEO）嵌段共聚物薄膜[ 10 ] 。上文提到的大多数办法都集中在一个微相分离的相对取向形态学相对于基板表面时的实验变量，如表面字段，膜厚，溶剂的挥发速度，溶剂的选择性，退火条件，等的改变[ 5E15 ] 。然而，涉及这些处理的详细的机理仍不清楚。此外，嵌段共聚物的初始形态与从不同的溶剂所得制备的薄膜形态的发展之间的相关性是很少考虑的。

高分子材料与工程

高分子材料与工程 高分子材料与工程行业调研 ? 报告简介 ? 调研目的 ? 行业介绍 ? 报告内容 ? 报告分析 报告人:3337宿舍张文皓秦冰洋翟金晓宋建平 3338宿舍刘增辉张元帅孟涛马保刚 1报告简介: 主要内容：高分子材料与工程专业 __ 2调研目的：

通过调查，了解高分子材料与工程专业现状和前景，就业方向， 岗位要求等情况。 3行业简介 培养目标 高分子材料与工程专业”：是培养具备高分子材料与工程等方面 的知识，能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才的学科。 专业特色 的计算机应用能力和语言表达能力；身心健康并富有创新精神的 高素质研究应用型专门人才。 4报告内容 ⑴从业领域

可到石油化工、电子电器、建材、汽车、包装、航空航天、军工、轻纺及医药等系统的科研（设计）院所、企业从事塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、复合材料的合成、加工、应用、生产技术管理和市场开发等工作，以及为高新技术领域研究开发高性能材料、功能材料、生物医用材料、光电材料、精细高分子材料和其它特种高分子材料，也可到高等院校从事教学、科研工作。⑵ __ ①截止到 xx年12月24日，324030位高分子材料与工程专业毕业生的平均薪资为4994元，其中应届毕业生工资3568元，0-2年工资4242元，10年以上工资1000元，3-5年工资5331元，6-7年工资6818元，8-10年工资7685元。 高分子材料与工程专业招聘要求 针对高分子材料与工程专业，招聘企业给出的工资面议最多，占比75%；不限工作经验要求的最多，占比62%；大专学历要求的最多，占比25%。 高分子材料与工程专业就业方向 高分子材料与工程专业学生毕业后可在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和

第三章 高分子溶液(2).

π 渗透压的产生是由于溶液的蒸汽压的降低 由于： 故：

溶剂可从良溶剂转变为劣溶剂，或从劣溶剂转变为良溶剂，从而导致高分子在溶剂中的溶解能力的变化。 G ?<聚合物与溶剂在任意比例下完全互溶?'?'' a ? b ?下变化时可能发生相分离，称为亚稳态。 ?'?'' a ? b ?当： 相分离的临界条件即为： 211C ?= +21C ?= 当 有： 1x 111 C χ=+熵的贡献

14 二、相分离的动力学 1、旋节线机理 体系的总组成位于两拐点之间，相分离按照旋节线机理进行。相分离自发缓慢进行，两相组成随时间逐渐变化，接近平衡组成。 分散相微区有一定的连接 最终形成双连续结构 相畴（即微区）尺寸的增长： 扩散 液体流动16 2、成核与生长机理 体系的总组成位于极小值和拐点之间，相分离按成核和生长机理进行。相分离必须克服热力学位垒，形成两分散相的核，然后不断生长。 分散相一般不会相互连接。 所需的界面能有关，即依赖于界面张力系数和核的表面积。 形态结构为：珠滴/基体型（海岛结构） 18 ★处于均相的共混物，当因温度的改变而进入旋节线和双节线之间的区域时，体系在热力学上处于亚稳态，不会进行相分离，但“相核”一旦形成，相分离便按成核和生长机理进行。★当体系随温度变化进入旋节线内的区域时，体系在热力学上是不稳定的，会自动产生相分离，相分离按照旋节线机理进行。

20含结晶性聚合物共混物的相分离过程（了解） Phase diagram of Polycaproloactone/Polystyrene (PCL/PS, 聚己内酯/聚苯乙烯) blends A ：旋节相分离和结晶同时进行 B ：双节线相分离和结晶同时进行 C ：结晶诱导相分离 D ：相分离诱导结晶 E ：共混物淬冷到玻璃态，随后加 热过程中发生旋节相分离，同时诱导聚合物结晶。 凝胶和冻胶高分子溶液失去流动性

高分子材料基本知识

链段：从高分子链中划分出来的最小运动单元 柔顺性：高分子链能改变其构象的性质 近程结构：即第一层次结构，指单个高分子的一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构 远程结构：即第二层次结构，指单个高分子的大小和在空间所在的各种形态 结构：组成高分子不同尺度的结构单元在空间的排列 构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列 构象：由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态 高弹性：小应力作用下，由于高分子链段的运动而产生的很大的可逆变形 强迫高弹性：玻璃态聚合物在外力作用下，出现的高弹形变 力学松弛：高聚物的力学性质随时间的变化表现的性质 蠕变：在恒温恒负载下，高聚物材料的形变随时间的延长而逐渐增大的现象5 应力松弛：在恒温和保持形变不变的情况下，高聚物内部应力随时间延长逐渐衰减的现象 滞后现象：在交变应力作用下，高聚物应变落后于应力变化的现象 内耗：橡胶及其他高分子材料在形变过程中，一部分弹性形变转变热能的损耗的现象 冷拉：高聚物材料的低温下受外力作用而产生大变形的现象 银纹屈服：在拉伸应力作用下，高聚物某些脆弱部分由于应力集中而产生空化条纹形变区 剪切屈服：高聚物在拉伸或压缩应力作用下，与负载方向呈45度截面上产生最大剪切力，从而引发高分子链沿最大剪切面方向上产生滑移形变，从而导致材料形状扭的现象 高聚物材料发生脆性断列时，其断裂面比较光滑；韧性断裂时，由于分子间滑移，断裂面较为粗糙，有凹凸不平的丝状物 流变性：物质流动与变形的性能及其行为表现 牛顿流体：流动规律符合牛顿粘性定律的流体 剪切流动：产生横向速度梯度的场的流动 拉伸流动：产生纵向速度梯度的场的流动 剪切变稀流体：随剪切应力或剪切速率的升高表观黏度降低的流体 挤出胀大：橡胶等高聚物熔体基础口型后，挤出物的尺寸及断面形状与口型不同的膨胀 可塑度：施加一定负载在一定温度的时间下，测定形变负载移去后变形保持的能力 切力增稠流体：随剪切速率增加，切应力增加的速率增大，即切黏度随切应力。剪切速率的增大而上升的流体 熔融指数：由标准熔体流动速率测定仪测定，用来表征热塑性塑料的流动性 门尼黏度：一定温度（100）一定转子速度（2r/min）条件下测定未硫化胶对转子的转动阻力。橡胶工业中作为胶料流动的指标 焦烧：所谓焦烧，是胶料在硫化前的操作或停放过程中，发生了不应有的提前硫化现象。其表现为在胶料中有较硬的硫化小粒子存在，胶料塑性明显减少。 1．高分子特征： 1分子量很高或分子链很长2数目很大的结构单元通过共价键重复连接而成3结构具有不均一性4大多数高分子分子链有一定柔顺性 2.线性：细长的线/能溶解熔融，易加工成型 支链性：空间中二维增长形成/更以溶解，强度低，易老化 交联型：三维网状大分子/不溶解，能溶胀，不熔融，强度高，弹性好 3.柔顺性比较：1）PE>PP>PS取代基体积，单键内旋转位阻大，柔顺性差2）PP>PVC>PAN 取代基极性大，分子间的相互作用大，分子链内旋转受阻，柔顺性差3）氯丁橡胶〉PP>PVC取代基数目多，非键合原子数目多，阻力大4）BR>NR>SBR取代基体积大（同1） 4.结晶度：指结晶部分用质量或体积表示的百分数 结晶度对高聚物性能的影响：1）力学强度模量增大，韧性抗冲击强度降低2）光学性质透明度降低3）耐热性抗渗透性增强 5.取向方式：1）单轴，取向方向上强度增加，垂直与取向方向上强度降低2）双轴，平面方向上强度增加 6.高分子热运动的特点：1运动单元多重性（键长键角原子链节链段大分子链）2高分子运动的时间依赖性（松弛特性大分子运动需要较长时间）3高分子运动温度依赖性（运动单元松弛特性的温度依赖性） 7、试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线，并从分子运动的角度对曲线加以解释，并简单介绍一下其影响因素。 2）原因：a分子链长度不够一个链段长度时运动单位为大分子，所以Tg、Tf重合，M↑分子链解冻需Q↑Tg↑ b M>链段M，运动单元为整个大分子和链段，体现链段运动的高弹态出现。链段大小主要取决于分子链段柔顺性和邻近分子间的相互影响，所以，Tg不变，M↑大分子间相对位移阻力↑，所以Tf↑ 10．影响玻璃化转变温度Tg的因素 1）分子结构的影响：柔性增加，Tg下降

(整理)高分子材料与工程专业职业规划书

高分子11-1班梁元佐 前言 在今天这个人才竞争的时代，职业生涯规划开始成为就业争夺战中的另一重要利器。对于每一个人而言，职业生命是有限的，如果不进行有效的规划，势必会造成时间和精力的浪费。作为当代的大学生，若是一脸茫然踏入这个竞争激烈的社会，怎能使自己占有一席之地？因此，我为自己拟定一份职业生涯规划。有目标才有动力和方向。所谓“知己知彼，百战不殆”，在认清自己的现状的基础上，认真规划一下自己的职业生涯。 一个有效的职业生涯设计必须是在充分且正确认识自身条件与相关环境的基础上进行的。要审视自己、认识自己、了解自己，做好自我评估，包括自己的兴趣、特长、性格、学识、技能、智商、情商、思维方式等。即要弄清我想干什么、我能干什么、我应该干什么、在众多的职位面前我会选择什么等问题。所以要想成功就要正确评价自己。 目录 一、自我分析 (4) 性格方面 (4) 兴趣方面 (4) 价值观 (4) 个人志向 (4) 二、职业分析 (5) 家庭环境分析 (5) 个人环境分析 (5) 社会环境分析 (5) 对专业的认识 (5) 职业分析小结 (6) 三、职业生涯规划设计 (7) 职业定位 (7)

计划实施方案 (8) 评估调整 (8) 四、结束语 (9) 一、自我分析 性格方面：一直以来，我都自认为我是一个性子比较直的人，有时确实难以 控制好情趣，但其实我都在尽量做好并且管好我自己。我是比较开朗和喜欢和别 人交谈的，在交谈中发现自身不足我习惯会想方设法针对提高自我，而我也知道 这是一个需要长期积累的过程。但有时，我感觉我又是一个比较内向的人，其实 很多时候在别人面前讲话，我会觉得很不习惯，表达不自在，其实原因很多，其 实这些都是可以锻炼一个人的进步过程，只要把握好。 1.兴趣方面：就个人而言，在体育运动方面，我比较喜欢篮球也是最热衷的一 项体育运动，我也比较喜欢跑步，晚自习后都会习惯的去运动场跑上好几圈， 平常也比较热爱听音乐，放松自我就是最大的享受了。 2.能力方面：在班级里，担任体育委员一职，负责班级里边有关体育的一些项 目，在任职期间，也让我自身不断成长。但说真的，我发现我自身的能力有 待长远的提高，不论是学习能力还是沟通待人处事，所以在认识自身之后， 我也明白需要付诸行动。 3.价值观：说实在的这个社会错综复杂，好人坏人都有。我是比较推崇正义的， 但其实也确实是说的容易，我也知道一个人的为人处世将会深远的影响到他的生活、学习、工作乃至心理。在面对彷徨、犹豫时我们还是应该积极向上地生活着，每日迎接新的阳光，乐观向上的面对生活和生活中的困难。 4. 个人志向：我想成为一名成功的商人。 二、职业分析 1.家庭环境分析：家里是经商的，虽说也不是什么大的生意，但自我感觉，或 多或少的我深受到环境的影响，自小起我接触过形形色色的人，其实我一直 也不明白，自己喜欢做什么，可以胜任什么，但慢慢的我越发觉，我还真的 比较喜欢有关商业的，我希望在明确自己所想后可以为之而奋斗，希望我也 可以有自己的一片天地。 2.个人环境分析：身处大学，可以在这边学知识、学做人。这本身就是一种良 好的环境氛围，而我们需要做的就是好好学习，强化自我，通过实践来提高

非线形嵌段共聚物的合成

非线形嵌段共聚物的合成 洪春雁　潘才元3 (中国科学技术大学高分子科学与工程系　合肥　230026) 摘　要　主要介绍了非线形嵌段共聚物,如星型嵌段共聚物、杂臂星型共聚物、梳型聚合物等的合成方法,包括多官能团引发剂法、大分子引发剂法等。各种活性聚合方法,如阳离子开环聚合、原子转移 自由基聚合(A TR P)和氮氧稳定自由基聚合等都可以用于合成非线形嵌段共聚物。 关键词　非线形嵌段共聚物　星型嵌段共聚物　杂臂星型共聚物 Syn thesis of Non l i near Block Copoly m ers Hong Chunyan,Pan Caiyuan3 (D epartm en t of Po lym er Science and Engineering,U n iversity of Science and T echno logy of Ch ina,H efei230026,Ch ina) Abstract　In th is article,the syn thetic m ethods fo r non linear b lock copo lym ers,such as star b lock copo lym ers,m ik toarm star copo lym ers,and com b2like copo lym ers w ere in troduced.T he m ethods include m u ltifuncti onal in itiato r and m acro in itiato r m ethod etc.L iving po lym erizati on,such as cati on ic ring2open ing po lym erizati on,atom tran sfer radical po lym erizati on(A TR P)and n itrox ide2m ediate living free radical po lym erizati on can be u sed to syn thesize non linear b lock copo lym ers. Key words　N on linear b lock copo lym er,Star b lock copo lym er,M ik toarm star copo lym er 与线形嵌段共聚物如AB型两嵌段和ABA型三嵌段共聚物不同,非线形嵌段共聚物如星型嵌段共聚物、杂臂星型共聚物和伞型聚合物是通过将线形聚合物链段连到一个中心上形成的。非线形嵌段共聚物可用作热塑性弹性体、硬塑料、共混增容剂、聚合物胶束等,引起了工业界的广泛关注。这类聚合物可作为模型共聚物以研究两种或更多种组分的热力学不相容性对其在溶液中或本体条件下性质的影响,而且不相容的链段在分子水平上的相分离(5～100nm)能够形成复杂的纳米结构,因此也引起了学术界的兴趣。与线形嵌段共聚物相比,非线形嵌段共聚物在组成或结构上的微小变化都会使形态发生很大的改变,这也是制备新型非线形嵌段共聚物的推动力之一。这里主要讨论用可控自由基聚合法合成非线形嵌段共聚物。 1　星型嵌段共聚物 星型嵌段共聚物的每个臂都是两嵌段或三嵌段共聚物。由于存在聚合物链连接中心,星型嵌段共聚物具有与线形两嵌段共聚物或三嵌段共聚物不同的性质。但在合成方法上,合成线形嵌段共聚物的方法也可用于星型嵌段共聚物的合成。例如,连续加料法和机理转换法等方法都可用于合成星 洪春雁　女,29岁,博士,讲师,现从事超支化聚合物和活性聚合研究。　3联系人,E2m ail:pcy@https://www.wendangku.net/doc/5013267290.html, 国家自然科学基金资助项目(50173025) 2003205226收稿,2003206221接受

高分子材料的结构特点和性能精选. - 副本

高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠 的依据。 高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 1. 近程结构 (1) 高分子链的组成 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。 高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。 聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接。如下所示： 头-头(尾-尾)连接为： 头-尾连接为： 这种由于结构单元之间连接方式的不同而产生的异构体称为顺序异构体。一般情况下，自由基或离子型聚合的产物中，以头-尾连接为主。用来作为纤维的高聚物，一般要求分子链中单体单元排列规整，使 聚合物结晶性能较好，强度高，便于抽丝和拉伸。 (2) 高分子链的形态 如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，