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   一般來說，高分子結晶的研究存在以下幾個難點：高分子的分子量分布寬、鏈結構復雜、凝聚態結構中存在多種亞穩態等。近十年來，在國家自然科學基金委的支持下，工程塑料院重點實驗室的科研人員針對以上問題，選擇高分子體系的模型化合物—長鏈正烷烴和具有特定側鏈結構的梳狀高分子，開展了系統的受限結晶和相態轉變行為，取得了一系列成果。  

   研究人員選擇長鏈正烷烴作為高分子結晶的模型化合物，并構筑一種均一的微膠囊三維受限環境，研究了單組份和雙組份混合正烷烴在微膠囊中的受限結晶行為，發現受限環境中正烷烴的表面結晶現象增強，旋轉亞穩相的穩定性增加（J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14279-14282; J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13310-13315; J. Phys. Chem. B 2008, 112, 16485-16489; Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 2021-2026; Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 15031-15036）。通過調節組分碳數差別、組分含量和受限環境，可以調控混合正烷烴相分離（J. Phys. Chem. B 2009, 113, 3269-3272; J. Phys. Chem. B 2011, 115, 4632-4638; J. Phys. Chem. B 2012, 116, 3099-3105）。在此基礎上，開展了受限環境中高分子的結晶行為研究，初步揭示了聚氧乙烯在多孔陽極氧化鋁模板中結晶時分子鏈的取向和片晶排列規律，發現聚氧乙烯鏈段在10 nm的孔中以平行于納米孔的方向進行取向（ACS Macro Letters 2013, 2, 181-184）。  

　　圖1 長鏈正烷烴在微膠囊中的受限結晶特點 

   高分子的亞穩態行為是高分子結晶學的重要內容。研究人員制備了主鏈剛性程度不同和側鏈烷基長度不同的梳狀高分子，對其結晶行為、相態轉變和構象演變過程進行了深入研究，發現不同剛性程度的高分子主鏈對側鏈烷基的長度有不同的要求和限定，存在最小臨界可結晶碳鏈長度的要求（Macromolecules 2004, 37, 9933-9940; Polymer 2004, 45, 6299-6307; CrystEngComm 2011, 13, 561-567）。通過對梳狀高分子主鏈剛性程度的控制，實現了側鏈結晶結構的調控和多晶型相態的形成（Macromolecules 2007, 40, 3198-3203; Polymer 2007, 48, 2762-2767; Chem. Comm. 2011, 47, 3825-3827），并制備了不同結晶形態的梳狀高分子（Chem. Comm. 2003，15, 1932-1933, Polymer 2004, 45, 6261-6266，Macromol. Rapid Comm. 2005, 26, 226-231，Macromolecules 2008, 41, 3175-3180）。上述研究，闡明了高分子從無序到有序的變化過程中，分子鏈段首先形成不規整排列的構象狀態，然后逐漸轉變為規整有序排列的構象，這為高分子早期結晶過程中預有序相形成的說法提供了實驗結果的支持。 

　　圖2 梳狀高分子的多晶型相態演變 

   近期，上述系列工作應邀發表了綜述文章(Acc. Chem. Res. 2013, DOI: 10.1021/ar400116c; Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2075-2099)。