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高分子,过程很重要!

  高分子体系的一个特点是在动态过程中存在许多不同的时间尺度耦合。对于单个高分子链,高分子的反应时间通常对应于最长的时间尺度。由于多个链的介观尺度和协同运动结构的形成,相应的时间尺度将变长。这些时间尺度代表了聚合物体系在远离平衡时,恢复平衡所需的弛豫时间。实验过程中高分子的时间尺度通常远小于这些弛豫时间。因此,加工出的优质产品往往处于一种远离平衡的状态。这种情况有优点也有缺点,优点是聚合物处于远离平衡状态的状态,这可能具有非常优异的材料性能。缺点是复杂系统的非平衡动力学没有完整的理论框架。在许多情况下,我们必须通过改变实验条件来进行许多实验来总结经验

  如何去描述一个体系的非平衡态? 我们需要什么分子层面的参数来表征高分子链原理平衡态的距离? 对于平衡态, 我们有序参量(order parameters). 那么对于非平衡态, 我们是否能够找到类似的非平衡态参量?

  由于可用于加工高分子的实验方法多种多样,对每种方法进行全面描述是不现实的。下面便和明杰小编一起来看几个具有代表性的高分子实验过程。

  旋涂生成的高分子薄膜

高分子,过程很重要!

  旋涂是制备均匀高分子薄膜最常用的实验手段之一。在旋涂过程中,溶剂从溶液中蒸发,留下一层干燥的高分子膜;而高分子溶液在离心力的作用下迅速扩散。这里的两个关键时间分别是,溶剂蒸发时间和高分子的弛豫时间。当溶剂蒸发得很快时,高分子膜总是偏离平衡

  强拉伸的高分子纤维

    高分子纤维中的高分子链在一个方向上被强力拉伸。这种取向有序的构象使聚合物纤维具有良好的力学性能。纺丝工艺中的一个关键参数是高分子链的拉伸长度与高斯链的长度之比,这与实验条件有关,并且这个比值与纤维的力学性能有很大的相关性

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