聚(ε-己内酯)薄膜结晶形貌及分子取向研究.pdfVIP

Vol. 27 高 等 学 校 化 学 学报 No. 1 2 0 0 6 年1 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 161 ~ 165 聚（! 己内酯）薄膜结晶形貌及分子取向研究 ! 1 1 1 2 王 震 ，谢续明 ，杨 睿 ，王秀凤 （1. 清华大学化工系高分子研究所；2 . 清华大学物理系，北京 100084 ） 摘要 用匀胶机通过溶液铸膜方法在硅片和铝箔基板上分别制备具有不同厚度的聚（- 己内酯）（PCL ）薄膜. ! 通过原子力显微镜（AFM ）和偏光衰减全反射傅里叶红外光谱（ATR-FTIR ）对薄膜中PCL 的结晶形貌、片晶 生长方式及分子链取向进行了研究. AFM 结果表明，在200 nm 或更厚的薄膜中，PCL 主要以侧立（edge-on ） 片晶的方式生长；对于厚度小于200 nm 的薄膜，PCL 片晶更倾向于以平躺（flat-on ）的方式生长. 这种片晶生 长方式的改变在硅片和铝箔基板上都表现出同样的倾向. 此外，在15 nm 或更薄的薄膜中，PCL 结晶由通常 的球晶结构变为树枝状晶体. 偏光ATR-FTIR 结果表明，当膜厚小于200 nm 时，薄膜结晶中PCL 分子链沿 垂直于基板表面方向取向，并且膜越薄，取向程度越高，与AFM 的观测结果一致. 关键词 聚（- 己内酯）薄膜；结晶形貌；分子取向；原子力显微镜；偏光衰减全反射傅里叶红外光谱 ! 中图分类号 O631 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2006 ）01-0161-05 ［1］ 近年来，聚合物薄膜物理性质的研究受到了越来越多的关注 . 对薄膜中聚合物的玻璃化转变温 ［2 ，3 ］ 度（! ） 的研究和认识相对较为深入. 研究结果表明，当聚合物分子与基板间的相互作用较强时， g ［3 ］ ! 随着薄膜厚度的减小而升高 ；而当聚合物分子与基板间的相互作用较弱时，! 则随着膜厚的减小 g g ［2 ］ 而降低 . 本研究组的系列工作证明，共混体系中分散相粒子在二维条件下的粗化凝聚过程与三维条件有本 ［4 ］ 质的不同 ；PP/ EVAc 共混物体系经一定条件的退火处理，分散相EVAc 粒子在第三相界面诱导下会 ［5 ］ ［6 ］ 自组织形成梯度相形态 ；在基板的作用下，共混物薄膜的相形态发生逆转 . 近年来，几何受限条件下的聚合物结晶