中心硕士生张臻在Polymer发表论文

作者: 时间:2020-08-20 点击数:


近日,我中心硕士生张臻以第一作者身份在ELSEVIER 旗下Polymer杂志上发表题为“Melt extension-induced shish-kebabs with heterogeneous spatial distribution of crystalline polymorphs in lightly crosslinked poly(lactic acid)”的研究论文,中心青年教师王震为论文通讯作者。

聚乳酸是一种典型的可再生、环境友好及生物可降解的绿色高分子材料,其宏观材料性能如力学、阻隔、耐热、抗腐蚀等非常依耐于微观晶体结构与形态。然而由于主链的半刚性特征,聚乳酸通常表现出明显低于聚烯烃的结晶能力。如何通过加工流场改善聚乳酸熔体的结晶行为,对于聚乳酸加工产业发展具有重要意义。该论文工作基于自研的拉伸流变设备与上海光源X射线散射联用,实时跟踪了拉伸外场条件下聚乳酸熔体的结晶过程。结果表明,在高温140℃下,通过拉伸导致分子链取向,能够使得聚乳酸的半结晶时间低于10 s,相比于过去报道的数值大大降低。同时,发现高于某一临界应变时,会有大量的高有序度串晶生成,串晶内部存在互锁结构,极大地提高了材料的耐热性。利用同步辐射时间分辨的优势,论文进一步将晶体结构生成和形态演变关联,成功解析了串晶中的多晶型分布特征,并基于结构生成的临界应变,证明了串晶生成需要缠解分子量变形达到67%,该数值高于聚乙烯体系,在一定程度上解释了聚乳酸难生成串晶的根本原因。该研究工作表明,熔体拉伸可以赋予纯聚乳酸可比拟聚烯烃的强结晶能力,打破了通常认为的结晶难的观点,为实际工业加工提供了重要参考。


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1. 聚乳酸的串晶结构及耐热性示意图


该项研究工作得到了国家自然科学基金(NO.51803189)和中国博士后科学基金(2018M630832)的资助。

论文信息: Melt extension-induced shish-kebabs with heterogeneous spatial distribution of crystalline polymorphs in lightly crosslinked poly(lactic acid), Zhen Zhang, Xiaohui Wang, Changyu Shen, Chuntai Liu, Zhen Wang*. Polymer, 2020.

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.122875

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