课题组在聚合物薄膜自由表面效应的研究中取得进展

课题组之前的报道(DOI10.1039/c3sm51658j)中,通过测量氟化基团标记的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA薄膜的表面重组,研究了9.0 nm深度内PMMA薄膜表面的迁移率分布,发现PMMA薄膜的Tonset呈现深度依赖性,并将PMMA薄膜划分为三层:表面层、梯度层以及本体层。而聚合物结构是否对薄膜表面厚度产生影响尚未可知。

为了解决不同聚合物薄膜分子运动能力的深度分布特征及其分子量依赖性的问题,课题组利用“氟化端基标记法”结合三种表面敏感技术(接触角、和频振动光谱、X射线光电子能谱),从分子结构角度探究了聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS薄膜Tonset深度依赖性关系。研究了PMMAPS表面分子运动能力的深度分布。发现PS的表面等活性层以及梯度层厚度都要高于PMMAPS的自由表面效应强于PMMA,这与PSPMMA薄膜Tg与厚度关系结果相一致,原因可能是PS中的刚性苯基侧基与PMMA中较高柔性的侧基可能会通过协同特征尺寸影响自由体积从自由表面的传播距离。而这些结果有助于理解聚合物结构对自由表面效应的影响。




该成果以Chemical Structure Dependence of Surface Layer Thickness on Polymer Films为题,于20200520号发表在The Journal of Physical Chemistry C (DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c01731),第一作者:张翠云,通讯作者:王新平。此外,感谢中国国家自然科学基金委员会(No. 2187308521674100)和浙江省自然科学基金(No. LQ19B040002)的支持。(二00年六月)

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c01731