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文档简介
微相分离在高分子科学的应用进展第一页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Outline1.ConceptsofMetastablestates2.Metastablestatesinsingle-componentsystem3.Metastablestatesinpolymerblendsystem4.Metastablestatesinpolymer-solvent-nonsolventsystem5.Conclusion第二页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Equilibriumandstabilityinclassicalmechanics(A)anunstableequilibrium;(B)astableequilibrium;(C)arandomequilibrium;and(D)adouble-well,whichincludesoneunstableequilibriumpointsurroundedbytwostableequilibriumpoints.Twofilleddotsrepresentthelimitofstability.1.ConceptsofMetastablestates第三页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Stableequilibriumandmetastability
MetastablestateG<F>EquilibriumstateAsametastablestate,itisstablewithrespecttoinfinitelysmallperturbations,butitmaynotbestablewithrespecttolimitedperturbations(overcomethefreeenergybarrier⊿G)towardsastableequilibriumstate.G第四页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Atransformationfromonestablestatetoanotherstablestatewillproceedthroughsuccessivestagesofmetastablephaseswheneversuchametastablestateexists.Phenomenologically,ametastablestatemayexistduetoitsfastkineticpathwayeventhroughthisstateisthermodynamicallylessstablethantheequilibriumstate.OstwaldStephenZ.D.ChengCondensedstatesinpolymericmaterials:includingtransitionthermodynamics,kinetics,molecularmotioninmetastablestates,crystalstructureandmorphology,liquidcrystalpolymers第五页,共二十三页,编辑于2023年,星期二2.Metastablestatesinsingle-componentsystemPEO:NIFIFtransition
Cheng,S.Z.D.et,al.Macromolecule,,1997,29:311–327.第六页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Gibbs–Thomson:第七页,共二十三页,编辑于2023年,星期二StephenZ.D.Cheng,2007,448:1006-1008..PE:crystalstylestransition
C.H.M.Weber,et.al.NanoLett.,2007,7(7):2024-2029第八页,共二十三页,编辑于2023年,星期二EnantiotropicandmonotropicphasebehaviorsEnantiotropicPhaseBehaviorMonotropicPhaseBehaviorGTdTiMeltL.C.CrystalGTiTmMeltL.C.Crystal第九页,共二十三页,编辑于2023年,星期二OneexampleofmonotropicbehaviorinpolymersTangetal.Chem.Mater.,Vol.13,No.1,2001HOBT-C8
DSCcoolingcurvesofHOBT-C8
DSCheatingcurves
第十页,共二十三页,编辑于2023年,星期二SinglePhaseIdealequilibriumtwomacroscopicphasesInpracticalcasedispersionphase(Metastablephase)3.Metastablestatesinpolymerblendsystem0DGQ*QB1B2XB2XB1MiscibleMixtureofAandB
第十一页,共二十三页,编辑于2023年,星期二DG0B1B2XB2XB1S1S2PhaseseparatedmixtureofAandBBinodalSpinodalTwoPhaseMetastableRegionUCSTphasediagram第十二页,共二十三页,编辑于2023年,星期二One-stepphaseseparation
Two-stepphaseseparation
Z.Wangetal.Polymer,2005,46:2675–2684
X.H.
Zhang,etal.Macromolecules,Vol.39,No.21,2006第十三页,共二十三页,编辑于2023年,星期二•BP:
Berghman’sPoint
•AtBP,phaseatconcentratedsideofthe
linevitrifies.•TgT
BP
ConcentrationofPolymer
Tg
becomesindependentofconcentration,andphasemorphologyisfrozenin.Liquid-liquidphaseseparation withvitrification第十四页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Liquid–liquidphaseseparation
withcrystallizationCrystallizationTmTConcentrationofPolymerC*A*B*ABM2M1M3M4InvariantLinePhasemorphologyofM1:Phase+crystalmorphologyofM3:第十五页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Oneexampleofliquid-liquidphase separationwithcrystallizationX.H.Zhang.et,al.RapidCommun.2005,26,1285Fluctuation-AssistedCrystallization第十六页,共二十三页,编辑于2023年,星期二schematicallydiagramofliquid-liquidofpolymer-solvent-nosovent4.Metastablestatesinpolymer-solvent-nonsolvent第十七页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Thecompositionpathschematicallydiagramofthetopofcastingfilmduringtheimmersionprecipitationprocess.C.-Y.Kuoetal./JournalofMembraneScience315(2008)187–194第十八页,共二十三页,编辑于2023年,星期二(a)PhasediagramofBuOH/DCM/PLLA.(b)ProcessofporousfibersformationZ.Qietal./MaterialsLetters,(2008),inpress第十九页,共二十三页,编辑于2023年,星期二进一步凝固H20H20H20H20H20H20DMSO+H2ODMSO+H2ODMSO+H2ODMSO+H2ODMSO+H2O国内外碳纤维质量的差异不是完全凝胶化第二十页,共二十三页,编辑于2023年,星期二H20
H20H20H20
H20●H20●
H20●真正凝胶化第二十一页,共二十三页,编辑于2023年,星期二Transientstatesinpolymerphasetransformations;Identificationsofphaseinpolymercrystalpolymorphism;Monotropicliquidcrystallinepolymers;
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