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全同聚甲基丙烯酸甲酯(i-PMMA)是合成聚合物中具有类似生物大分子DNA的双螺旋链结构的结晶性聚合物,但由于其结晶速度非常缓慢,给研究工作带来了很大的不便,到目前为止,对i-PMMA的结晶形态和结晶过程的研究并不十分深入。本论文主要对i-PMMA的熔体结晶、附生结晶以及立构规整PMMA的立构复合行为进行了研究与探讨。主要内容如下:
1.使用原子力显微镜和电子显微镜对i-PMMA的熔体结晶行为进行了详细的形态表征和分析。实验中发现在大部分的结晶温度范围内都是球晶与多角晶共存,结晶温度的变化,对晶体以及片晶形态都有着显著的影响。
2.通过在i-PMMA结晶过程中引入取向聚乙烯薄膜作为诱导基底的方法,实现了i-PMMA结晶速度的极大提高,并且使i-PMMA结晶超薄膜的制备成为可能。通过红外光谱法和电子衍射实验明确了两种结晶聚合物之间的附生关系,以及它们的晶格匹配情况,发现在附生界面处两种聚合物晶体都是以(100)面相互接触。同时,还对i-PMMA的附生结晶过程进行了红外光谱的原位观测和结晶动力学研究,在实验条件下,i-PMMA在取向聚乙烯薄膜基底附生结晶过程的Avrami指数为1.77。
3.对在空气—水界面的聚甲基丙烯酸甲酯混合物(i-PMMA和s-PMMA)的立构复合行为进行了研究。通过对面积—压力曲线、形态图片以及反映内在结构的反射—吸收红外光谱的分析,发现PMMA在水面立构复合过程中会形成双层结构,分析认为,立构复合结构主要存在于双层的上层中,双层结构的形成机理与立构复合体的结构特征密切相关。另外还对i-PMMA的溶液聚集行为进行了观测和探讨,在对聚集体形态的分形分析基础上,推测了在实验条件下,i-PMMA的聚集行为属于反应控制聚集。