Chuyển động dịch chuyển cục bộ trong poly(ethylene terephthalate) bán tinh thể được nghiên cứu bằng tán xạ neutron phi đồng nhất

The European Physical Journal E - Tập 36 - Trang 1-9 - 2013
Alejandro Sanz1, Tiberio A. Ezquerra1, Mari Cruz García-Gutiérrez1, Inés Puente-Orench2,3, Javier Campo3, Aurora Nogales1
1Instituto de Estructura de la Materia, IEM-CSIC, Madrid, Spain
2Institut Laue-Langevin, Grenoble Cedex 9, France
3Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón ICMA-CSIC (CSIC-Universidad de Zaragoza), Zaragoza, Spain

Tóm tắt

Một trong những cách đơn giản nhất để giam giữ các vật liệu polymer là thông qua quá trình tự hình thành trong quá trình tinh thể hóa. Giai đoạn vô định hình còn lại sau đó bị giới hạn bởi các tinh thể lớp. Trong tài liệu này, chúng tôi nhằm mục đích làm sáng tỏ thêm hiểu biết về động lực học của các chuỗi vô định hình của các polymer bán tinh thể trên mức Tg bằng cách sử dụng tán xạ neutron phi đồng nhất quasi-elastic (QENS) trong quy mô thời gian nanomet (10-9-10-10s) trên poly(ethylene terephthalate). Động lực học quan sát được được mô tả một cách thỏa đáng bởi một mô hình lý thuyết xem xét rằng khả năng di động của proton tuân theo sự nhảy ngẫu nhiên trong một môi trường bị giới hạn. Chúng tôi chứng minh rằng sự kết hợp giữa các công cụ động học vĩ mô và vi mô cho phép mô tả hoàn chỉnh về động lực học bị giam giữ trên một polymer bán tinh thể điển hình như poly(ethylene terephthalate).

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

M. Alcoutlabi, G.B. McKenna, J. Phys.: Condens. Matter 17, R461 (2005) A. Schonhals, H. Goering, C. Schick et al., Eur. Phys. J. E 12, 173 (2003) B. Frick, C. Alba-Simionesco, G. Dosseh et al., J. Non-Cryst. Solids 351, 2657 (2005) O. Baumchen, J.D. McGraw, J.A. Forrest et al., Phys. Rev. Lett. 109, 055701 (2012) H.C. Wong, A. Sanz, J.F. Douglas et al., J. Mol. Liq. 153, 79 (2010) A. Bansal, H. Yang, C. Li et al., Nat. Mater. 4, 693 (2005) J. Martin, C. Mijangos, A. Sanz et al., Macromolecules 42, 5395 (2009) R.A.L. Jones, Soft Condensed Matter (Oxford University Press, Oxford, 2002) J.C. Coburn, R.H. Boyd, Macromolecules 19, 2238 (1986) M. Soccio, A. Nogales, N. Lotti et al., Phys. Rev. Lett. 98, 037801 (2007) A. Sanz, A. Nogales, T.A. Ezquerra et al., Polymer 47, 1281 (2006) C. Lorthioir, A. Alegria, J. Colmenero et al., Macromolecules 37, 7808 (2004) A. Sanz, A. Nogales, T.A. Ezquerra, Soft Matter 7, 6477 (2011) G. Strobl, The Physics of Polymers (Springer, Berlin, 2007) S.Z.D. Cheng, M.Y. Cao, B. Wunderlich, Macromolecules 19, 1868 (1986) P.T. Huo, P. Cebe, Macromolecules 25, 902 (1992) J.S. Higgins, H.C. Benoît, Polymers and Neutron Scattering (Oxford University Press, Oxford, 1996) A. Nogales, T.A. Ezquerra, J.M. Garcia et al., J. Polym. Sci. Part B-Polym. Phys. 37, 37 (1999) A. Schönhals, F. Kremer, Broad Band Dielectric Spectroscopy (Springer, Berlin, 2002) I. Sics, T.A. Ezquerra, A. Nogales et al., Polymer 44, 1045 (2003) I. Sics, A. Nogales, T.A. Ezquerra et al., Rev. Sci. Instrum. 71, 1733 (2000) A.R. Bras, P. Malik, M. Dionisio et al., Macromolecules 41, 6419 (2008) J.E. Mark, Physical Properties of Polymers Handbook (Springer, New York, 2007) A. Sanz, A. Nogales, T.A. Ezquerra et al., Macromolecules 44, 8124 (2011) M. Bée, Quasielastic Neutron Scattering: Principles and Applications in Solid State Chemistry, Biology, and Materials Science (Adam Hilger, 1988) M. Bee, Chem. Phys. 292, 121 (2003) N.G. McCrum, B.E. Read, G. Williams, Anelastic and dielectric Effects in Polymeric Solids (John Wiley, 1967) M. Tyagi, A. Alegria, J. Colmenero, J. Chem. Phys. 122, 13 (2005) J. Colmenero, A. Alegria, A. Arbe et al., Phys. Rev. Lett. 69, 478 (1992) J.S. Higgins, R.E. Ghosh, W.S. Howells et al., J. Chem. Soc.-Faraday Trans. 73, 40 (1977) V.G. Sakai, J.K. Maranas, I. Peral et al., Macromolecules 41, 3701 (2008) A. Arbe, A. Moral, A. Alegria et al., J. Chem. Phys. 117, 1336 (2002) G. Paradossi, F. Cavalieri, E. Chiessi et al., J. Phys. Chem. B 107, 8363 (2003) A. Nogales, T.A. Ezquerra, F. Batallan et al., Macromolecules 32, 2301 (1999) M. Kofu, T. Someya, S. Tatsumi et al., Soft Matter 8, 7888 (2012) P.L. Hall, D.K. Ross, Mol. Phys. 42, 673 (1981) O. Sobolev, F.F. Buivin, E. Kemner et al., Chem. Phys. 374, 55 (2010) B. Frick, U. Buchenau, D. Richter, Colloid Polym. Sci. 273, 413 (1995) T. Kanaya, R. Zorn, I. Tsukushi et al., J. Chem. Phys. 109, 10456 (1998) B. Frick, D. Richter, Science 267, 1939 (1995) P.D. Hong, W.T. Chuang, W.J. Yeh et al., Polymer 43, 6879 (2002) B. Frick, M. Koza, R. Zorn, Eur. Phys. J. E 12, 3 (2003) A. Schonhals, H. Goering, C. Schick et al., J. Non-Cryst. Solids 351, 2668 (2005) G. Zaccai, Science 288, 1604 (2000) R. Inoue, T. Kanaya, K. Nishida et al., Phys. Rev. E 74, 8 (2006) A. Sanz, M. Ruppel, J.F. Douglas et al., J. Phys.: Condens. Matter 20, 104209 (2008) C.L. Soles, J.F. Douglas, W.L. Wu et al., Macromolecules 36, 373 (2003) A. Nogales, T.A. Ezquerra, Z. Denchev et al., J. Chem. Phys. 115, 3804 (2001) S. Napolitano, M. Wubbenhorst, J. Non-Cryst. Solids 353, 4357 (2007) R.T. Azuah, L.R. Kneller, Y.M. Qiu et al., J. Res. NIST 114, 341 (2009) A. Arbe, J. Colmenero, Phys. Rev. E 80, 13 (2009) S. Lyonnard, Q. Berrod, B.A. Bruning et al., Eur. Phys. J. ST 189, 205 (2010) C. Smuda, S. Busch, B. Wagner et al., J. Chem. Phys. 129, 9 (2008) G. Meier, F. Fujara, W. Petry, Macromolecules 22, 4421 (1989) A. Nogales, A. Sanz, I. Sics, in Progress in Understanding of Polymer Crystallization, Springer Lect. Notes Phys., Vol. 714 edited by G. Reiter, G.R. Strobl (Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2007) pp. 435-465 A. Sanz, A. Nogales, T.A. Ezquerra et al., Macromolecules 43, 671 (2010) C. Alvarez, I. Sics, A. Nogales et al., Polymer 45, 3953 (2004) I.P. Orench, N. Stribeck, F. Ania et al., Polymer 50, 2680 (2009) L. Hong, P.D. Gujrati, V.N. Novikov et al., J. Chem. Phys. 131, 194511 (2009) C.A. Angell, Science 267, 1924 (1995) J. Colmenero, A. Alegria, A. Arbe et al., Physica B 182, 369 (1992) D.B. Adolf, M.D. Ediger, Macromolecules 24, 5834 (1991)