讲话的流变

流变&拉曼：表征高分子材料在融化和结晶过程中的宏观物性与微观结构

概述 
高分子的结晶能力与材料的结构特征相关，高分子的结构对称性越高，越容易结晶。选择合适的聚乙烯材料，需了解其微观结构。此外，聚合物的结晶和融化过程对很多工业生产工艺有较为重大的影响。研究聚合物结晶和融化过程，对于聚合物的优化改性和优化生产工艺来说至关重要。

聚乙烯产品
安东帕MCR系列流变仪和CORA系列拉曼光谱仪联用，研究茂金属聚乙烯（mPE）融化和凝固过程中物理、化学性能变化。一方面，流变仪追踪mPE融化和凝固过程中粘弹性变化，从宏观角度研究融化和结晶过程中物理性能的变化；另一方面，拉曼光谱仪测试相同过程mPE分子链结构变化，从微观分子角度展现融化和结晶过程伴随的化学结构变化。综合二者，对mPE融化和结晶过程进行了不同层面的探讨，为mPE的改优化和改性提供了可靠的依据。

MCR流变仪+CORA拉曼光谱仪
MCR-CORA联用示例：结晶过程 
降温试验，观察样品的结晶过程。样品在降温初始阶段，体现了常规的熔体行为，即损耗模量高于储能模量约半个数量级。在降温过程中，样品内能下降，分子热运动强度降低，其宏观行为体现为模量的小幅上升。模量上升的斜率接近于零。随后样品的模量快速上升，储能模量和损耗模量出现交点，样品黏弹性属性出现了显著的变化。这一过程中聚合物发生了大量结晶，分子间作用力增加，同时微晶体起到了物理交联的作用，造成了样品的模量上升超过260倍。

同一过程，拉曼光谱图反应了降温结晶过程中微观分子结构的变化。聚乙烯融化过程中聚合物分子CC长链构象发生了转变。固态PE在1128 cm-1峰很明显，这个峰来自于C-C长链全反式构象（all-trans conformation）。由于PE的结晶区CC链主要是C-C长链全反式构象（all-trans conformation）；因此，可用1128 cm-1峰作为结晶指标。此外，1060 cm-1的出现也与C-C长链全反式构象（all-trans conformation）有关。融化状态下，PE的C-C链的旋转产生了大量的邻位交叉构象（gauche conformation）破坏原有的C-C长链全反式构象，而1083 cm-1来自于邻位交叉构象C-C链。因此，用1083 cm-1表征聚合物的“无定形”状。另外两个峰，1300 cm-1和1440 cm-1，分来自于CH2的面内转动和剪切振动，PE的结晶过程和融化过程对于这两个峰强度的影响比较小。

炎炎夏日，来线上学习，让知识来“降温”，本期推荐流变相关的在线研讨会，点击“主题”进行报名，一起来充电。

01

主题：聚合物薄膜的表征

时间：2020-09-03

15：00-15：45

主讲人：Jiří Nohava, PhD., Tobias Husemann, Dr. Gregor Plohl, Dr. Matthias Walluch

02

主题：食品的流动特性控制

时间：2020-09-15

09：00-09：30

主讲人：Markus Nemeth, Dr. Pablo Zardoya-Laguardia

03

主题：锂离子电池组件的性能表征和优化

时间：2020-10-15

11：00-12：00

主讲人：Dr. Martin Thomas

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪与振荡滴扩张流变测量模块联用延伸出新的仪器光学扩张流变测量仪，因此光学扩张流变测量仪不仅可以测量界面扩张流变，而且具备接触角测量仪的其他测量性能。

       光学扩张流变测量仪是一款专门用于测量液体扩张流变的光学仪器，通过实时跟踪有规律震荡(正弦震荡)下的悬挂液滴，实时测量液滴的界面张力和表面积的变化，从而计算出液体的扩张粘弹指数及模量变化。光学扩张流变测量仪可以实时测量瞬间扰动下的悬挂滴，分析液滴的弛豫效应。

光学扩张流变测量仪可以实时计算任意时间范围内的液滴扩张模量变化，打破了单纯依靠视频录像计算的模式，使扩张模量的计算更快速、更方便。

光学扩张流变测量仪的功能特点：

Ø 液滴在固定频率下有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 液滴在不同频率下有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 气泡的有规则扰动(正弦震荡)，实时扩张模量测量

Ø 液滴在瞬间扰动下，实时弛豫测量

Ø 液滴体积\表面积自动补偿功能

Ø 震荡液滴的轮廓录像功能

Ø 模板式实时测量功能

光学扩张流变测量仪的基础配置：

- 6.5倍变焦视频系统              

- 自动注射单元ADDU-30XCN

- X轴精确导轨定位视频调焦台      

- X/Y/Z三轴精确导轨定位样品台    

- X/Y/Z三轴精确导轨定位注射平台

- SurfaceMeter专业扩张流变测量软件

光学扩张流变测量仪的基础功能：

- 液体表界面张力测量          

- 震荡滴扩张流变测量  

- 弛豫效应测量

- 表面自由能测量和粘附功分析    

- 静态接触角测量

- 动态接触角测量        

光学扩张流变测量仪的选配功能

- 8.6/12.9/45倍变焦高速视频系统                      

- 滞留力旋转台                        - 非接触式注射功能                

- 全自动倾斜台                        - 双液滴注射功能

- 温度控制单元                        - 单一纤维接触角测量模块

- 俯视法测量模块                     - 粉末/多孔材料润湿测量模块

- 全自动临界胶束浓度测量模块(CMC)

如何正确理解聚合物分子量及其分布？它包含哪些表征技术？分子量分布对黏流曲线和对动态模量分别都有哪些影响？本次课程TA仪器李润明博士就将在这一节的流变小课堂当中为大家剖析多个相关知识点：

GPC法分子量的标定及分布曲线

零切黏度对分子量的关联关系

案例——动态模量法评估聚合物分子量及其分布

精彩片段