近日，我中心博士研究生王杰在微纳多层高分子薄膜加工和多尺度结构控制方面取得进展，以第一作者在高分子材料领域期刊Polymers“高分子加工及流变学专题”上发表题为“Multiscale Structural Evolution and Its Relationship to Dielectric Properties of Micro-/Nano-Layer Coextruded PVDF-HFP/PC Films”的研究论文，中心青年教师陆波为通讯作者。
多层聚合物薄膜近年来已成为液晶显示、光子晶体膜、梯度折射率透镜、储能薄膜电容器等高端领域的关键材料。微纳多层共挤加工技术是目前连续生产微米和纳米层的可靠技术，该技术可以一步化批量生产成千上万层厚度在纳米尺度可控的薄膜，从而赋予薄膜制品高度的柔韧性、优异的光学、电学特性、气/液阻隔性、机械性能等。稳定有序的微观层结构是实现多层膜材料的高性能化的关键。然而目前该加工技术常用的树脂多为热力学不相容、流变学不对称体系，如何正确理解该加工过程中层流和受限空间中的层构造、层连续性和稳定性、以及层内微观结构演变机制，是精确控制该加工技术来有效获得高性能多层聚合物薄膜材料的关键。
因此，该工作基于动力学非对称的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚碳酸酯材料体系（DTg =180 oC），采用基于熔体强制分割组装原理的微纳多层共挤加工技术，揭示了多层薄膜理论层数从2层到16384层体系的多尺度结构演变规律，阐明了层间熔体粘弹性差异对层连续性和稳定性的影响，特别是多层体系在理论层厚度低于160纳米时的界面不稳定现象及机制：部分层失稳而断裂成取向的片状，并在离模后松弛成液滴状；此外，还揭示了层间聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物柔性层内聚集态结构演变对刚性聚碳酸酯空间限制和层流稳定性的依赖性。基于此，进一步研究了此含氟多层薄膜体系的介电性能，阐明了多层薄膜多尺度结构与偶极子反转、载流子迁移之间的相关性，并揭示了其中的物理机制。该工作有望为实现多层高分子加工过程中体系多尺度结构的精准调控和性能优化提供实验依据和技术支持。
Graphical abstract
论文信息：Multiscale Structural Evolution and Its Relationship to Dielectric Properties of Micro-/Nano-Layer Coextruded PVDF-HFP/PC Films, J. Wang, D. Adami, B. Lu*, C. Liu, A. Maazouz and K. Lamnawar, Polymers 2020, 12, 2596.
该研究工作得到了国家重点研发计划（2019YFA0706801）、中国博士后科学基金（2019M650174）、国家“111”计划（D18023）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.3390/polym12112596.
