聚噻吩是一类具有相同主链结构,不同烷基侧链长度的共轭高分子材料。烷基侧链长度差异较小的聚噻吩高分子,易于形成高分子共晶。然而,目前人们对于半刚性共轭高分子共晶的熔融机理,诸如共晶熔融过程中分子链间性质如何改变,共晶DSC曲线中为何出现单一熔融峰,共晶液态成核点是否与单一组分高分子晶体相同等尚不清楚。
我们利用P3AT分子链刚柔性、晶体结构、热致变色上的特点,通过溶液滴涂的方法制备了P3BT/P3HT共晶,开展了高分子共晶熔融行为的研究,并首次发现了升温过程中两个熔融峰的出现。这种高分子共晶的熔融行为与以往报道的DSC曲线只存在一个吸热峰不同。通过进一步分析,我们提出了P3BT/P3HT共晶的三步熔融机理:第一步,随着温度的升高,共晶中P3HT分子链软化,变成柔性链,并在241oC熔融;第二步,随着温度进一步升高,柔性P3HT分子链逐渐从晶片中脱出,留在片晶中的刚性P3BT分子链处于能量不稳定态,开始重结晶;最后,重结晶形成的P3BT晶体完全熔融。本研究丰富了聚合物共晶的熔融行为研究,并为聚合物共晶形成的判据提供了新的理解。
A novel melting behavior of poly(3-alkylthiophene) cocrystals: premelting and recrystallization of component polymers. Yunpeng Qu, Ligui Li, Guanghao Lu, Xun Zhou, Qing Su, Wentao Xu, Sijun Li, Jidong Zhang, Xiaoniu Yang. Polymer Chemistry. Advance Article.
(高分子功能复合材料课题组)