同步荧光光谱法分子水平表征聚合物共混物的相分离

本项目针对目前研究方法难以从分子水平实时跟踪检测聚合物共混物相分离过程的缺点，拟基于同步荧光光谱建立一种灵敏、简便、选择性高的原位同时检测聚合物共混物各组分相分离过程的新方法。通过深入研究聚合物共混体系同步荧光光谱产生机理；探讨共混物组成、组分相互作用、分散相结构、大分子运动状况等对同步荧光光谱特征的影响；并对聚合物共混物在不同温度下发生相分离过程中的同步荧光光谱参数进行时间序列分析，依据同步荧光同时监测多组分的优势，测定聚合物共混物相分离过程中各组分大分子扩散速率和各组分相分离活化能，实时表征聚合物共混物相分离过程中的相结构和各组分大分子运动，建立一种高灵敏度、简单快速和同时检测多组分的原位实时跟踪研究聚合物共混物相分离过程的新方法。本项目将为聚合物共混物相分离的研究提供现有测试方法难以提供的、更丰富的、深层次定量描述微观结构的新信息，为发展相关新的表征技术奠定基础，兼具理论和实际意义。

项目按计划完成，研究成果主要包括包括：（1）研究了同步荧光光谱产生的条件及机制研究。以聚苯乙烯和聚对苯二甲酸丙二醇酯为模型聚合物，研究了聚合物各组分荧光光谱特征、分散相形态、光源发射谱、激发和发射扫描步长差、扫描速率等对同步荧光光谱的影响。研究了同步荧光光谱数据分析及建模方法。采用高斯拟合算法对光谱进行特征提取，得到了各种特征参量，包括峰高、峰宽和峰位等特征信息。从聚合物大分子的光谱吸收特性、光谱发射特性以及扫描步长差与吸收和发射带之间匹配的关联，研究了大分子同步荧光产生的机制。（2）聚合物共混体系相分离过程及动力学的同步荧光光谱研究：基于大分子分子链聚集和同步荧光光谱强度之间的关系，研究了酚醛树脂和聚己内酯共混物的微观不均匀性，利用光谱的温度依赖性测定了聚合物共混体系的玻璃化转变温度、结晶度和融融过程，利用荧光方法发现了体系微观不均匀性，而且建立了共混体系围观不相容的大分子链聚集模型。表明同步荧光可以用来从分子水平研究聚合物大分子聚集及相容性。研究了含有长烷基侧链的聚十八烷基乙烯基醚（PODVE）的相分离行为以及PODVE/二氯甲烷溶液在不同温度下相分离的时间依赖性，测定了相分离过程的表观活化能，并进一步对其动力学过程进行了定量描述。利用同步荧光光谱方法研究了大分子缠结对聚合物共混体系相分离的影响。通过荧光和荧光各向异性方法成功地研究了间规聚苯乙烯-氯仿凝胶在熔融过程中聚集态结构的转变，熔融过程包括sPS分子链聚集态结构从螺旋聚集网络转变为单螺旋构型和由单螺旋结构转变为蠕虫结构这两个过程，发现从单螺旋构象向蠕虫构象的转变过程为速率控制步骤。（3）以聚对苯二甲酸丙二醇酯为聚合物模型分子，研究了同步荧光强度变化的温度依赖性，得到各种特征参量，建立了共混体系的光谱信息与各组分间运动、相互作用以及共混体系结构的模型。研究了聚对苯二甲酸丙二醇酯结晶过程中大分子运动、重排及结晶过程各阶段大分子松弛；研究了聚苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）的在加热过程中大分子连段运动，研究了SEBS在选择性溶剂中较束化过程的分子链松弛过程及动力学，通过测定激基缔合物在形成和解离过程中的活化能，进而表征聚合物在胶束化过程中的构象变化。.　　目前已在国际学术期刊上发表9篇被SCI收录的研究论文。