【摘 要】
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借助量热学方法研究了低分子量聚乳酸(PLLA)受限于阳极氧化铝(AAO)模板中的玻璃化转变、结晶和熔融行为.实验结果表明,相比于本体状态,PLLA受限于AAO纳米孔道中的降温结晶行
【机 构】
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伊犁师范学院物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室; 南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(基金号21474049,51673094,21404055);伊犁师范学院天山学者资助项目
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借助量热学方法研究了低分子量聚乳酸(PLLA)受限于阳极氧化铝(AAO)模板中的玻璃化转变、结晶和熔融行为.实验结果表明,相比于本体状态,PLLA受限于AAO纳米孔道中的降温结晶行为受到明显的抑制,结晶焓随着孔道孔径的减小而逐渐降低.大孔径AAO孔道中PLLA纳米棒与本体相近的结晶温度表明其成核过程仍为异相成核所主导.与此同时,非等温结晶动力学实验结果显示纳米孔道中PLLA成核速率的温度依赖性弱于本体状态.当AAO孔径小于28 nm时,PLLA纳米棒则观测不到降温结晶峰的存在. PLLA纳米棒的玻璃态呈现出双重玻璃化转变温度(T_g)的行为,较高的T_g对应于邻近孔壁界面吸附层内的高分子链,较低的T_g归属于孔道中心的高分子链,两者表现出截然相反的孔径依赖性.在升温过程中,PLLA纳米棒存在显著的冷结晶行为,其结晶发生在较高的温度下且冷结晶峰较宽.这一现象可归咎于PLLA在纳米孔道内成核速率的改变,成核活性和分布的不均匀性,以及孔道内分子链运动性的差异性.由于界面吸附层的存在,PLLA从玻璃态升温过程中的表面诱导成核受到抑制.结合非等温结晶动力学实验结果,发现界面吸附层和孔道中心的PLLA的冷结晶过程彼此相互独立,后者在较高的温度下进行.此外,随着AAO纳米孔道孔径的减小,界面效应逐渐变得显著,生成的PLLA晶体稳定性较差,熔融重结晶现象较明显,同时其结晶度和熔点逐渐降低.
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