在基底支撑的受限纳米薄膜体系当中,基底效应起到抑制聚合物分子运动的作用,被认为是显著影响薄膜分子运动的关键因素之一。研究发现,基底效应具有长程作用深度,可以影响上百纳米聚合物薄膜的玻璃化转变行为,使聚合物薄膜Tg发生数十摄氏度的偏离。然而,在目前的研究中,对于如何衡量基底效应的影响距离缺乏深入的认识。
在这篇文章中,作者通过探索界面吸附层对不同厚度PET薄膜表面冷结晶动力学的影响研究了基底附近分子运动能力的深度分布。研究发现,hads对PET薄膜分子运动的影响存在三个临界距离:聚合物分子运动开始受到抑制的距离(13.6hads + 0.62Rg);分子运动受到较大抑制抵消了表面效应影响的距离(7.0hads + 0.62Rg);分子运动完全被抑制的距离(4.2hads)(如下图)。这三个临界距离与hads/Rg呈线性依赖关系。该研究结果给出了基底附近分子运动能力的梯度分布,并证实hads/Rg可以作为衡量界面影响聚合物薄膜分子运动能力的参数。其中hads/Rg与界面吸附层结构相关,这一关系也间接说明吸附层分子链构象对界面效应传递深度的重要影响。这为深入理解基底影响薄膜分子运动的机理提供了新的思路。
该论文于2017年8月25日发表于Macromolecules。
