我中心硕士研究生扶晓波以第一作者在Journal of Polymer Science Part b上发表“快速增压法制备的中间相聚丙烯在高压退火过程中的结构演化”研究论文。

图 1 （a）高压退火样品制备过程中压力和温度随时间变化的示意图（b）中间相-γ相转变的开始和结束时间随着退火压力的变化

我们首先利用快速增压法制备出中间相 iPP，随后对其进行了高压退火处理，退火压力为 1.25-1.75 GPa，退火温度固定在200 ℃（如图1a所示），结合广角X射线衍射（WAXD）、小角X射线散射（SAXS）、原子力显微镜（AFM）和差示扫描量热仪（DSC）等研究了高压退火条件下中间相iPP的相转变行为。随后，我们利用拉伸装置在线研究了不同方法制备的γ相（高压退火法和慢压法）在拉伸过程中的结构变化情况，分析了晶体结构演化与制品力学性能关系。

得到结论如下：（1）首次发现了高压退火处理可以诱导中间相iPP向γ相转变，压力增大到或高于某一临界值（1.6 和1.75 GPa 之间）时，退火过程中中间相结构变的稳定，相变被完全抑制（图1b）；（2）退火过程中样品的结节结构的尺寸变化和γ晶的形成有关，中间相向γ晶转变时，伸直链结构向γ晶特有的交叉结构转变造成了长周期的减小，并且晶体的完善性和退火时间有关；（3）进一步讨论了相转变过程与刚性无定型分子链（RAF）的脱玻化之间的关系，并从压力对聚合物玻璃化转变温度影响的角度分析了临界相转变压力的存在机理（图2）；（4）慢压法和高压退火法制备的两种γ相分别具有不同的晶体结构，慢压法制备的γ相结晶度较高，且晶体完善程度大于高压退火γ相样品；（5）高压退火γ相样品的韧性较好，单轴拉伸过程中不存在明显的应力发白现象，这是由于γ晶体的结节结构决定的，细小的结节状晶体能够有效地分散应力，进而避免应力过度集中的现象。这方面的工作发表在《Journal of Polymer Science Part b Polymer Physics》杂志上。

该工作得到了国家自然科学基金、郑州大学优秀教师发展基金的资助

图 2 中间相-γ相转变过程中微观结构变化的示意图

论文信息：Phase Transitions of the Rapid-Compression-Induced Mesomorphic Isotactic Polypropylene under High-Pressure Annealing，Xiaobo Fu, Wenxia Jia, Xiaoting Li, Yaming Wang, Zhen Wang, Chuntai Liu, Changyu Shen,

Chunguang Shao*. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 2019,57(11)：651-661.