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| 用途 |
| 同種高分子聚合物中的凝聚狀態(tài)是隨外部因素的不同而不同的，所謂外部因素，包括制備條件（合成條件），受外力情況（剪切力、振動剪切，力的大小和頻率等），溫度變化的歷程等情況。而固體聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的差異，更直接影響到聚合物作為材料使用時的性能。因此觀察固體聚合物表面、斷面及內(nèi)部的微相分離結(jié)構(gòu)，微孔及缺欠的分布，晶體尺寸、性狀及分布，以及納米尺度相分散的均勻程度等形貌特點，將為我們改進聚合物的加工制備條件，共混組份的選擇，材料性能的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)。 |
| 表征方法及原理 |
（1）掃描電鏡（SEM）
用掃描電鏡，通過掃描表面觀察聚合物表面或斷面的方法，來表征聚合物表面及內(nèi)部的形貌。對導(dǎo)電性樣品，可用導(dǎo)電膠將其粘在銅或鋁的樣品座上，對絕緣性樣品需對其表面噴鍍導(dǎo)電層（金、銀或炭）。用SEM可以觀察聚合物表面形態(tài)，聚合物多相體系填充體系表面的相分離尺寸及相分離圖案形狀，聚合物斷面的斷裂特征，納米材料斷面中納米尺度分散相的尺寸及均勻程度等有關(guān)信息。可為判斷是否真正納米材料提供依據(jù)。
（2）透射電鏡（TEM）
用透射電鏡，通過電子透射聚合物樣品，來表征聚合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形貌。將待測聚合物粉末樣品分別用懸浮液法，噴物法，超聲波分散法等均勻分散到樣品支撐膜表面；或使聚合物溶于溶劑中，滴到平滑表面制膜；或用超薄切片機切成50nm薄的試樣等方法制樣。用TEM可觀察聚合物樣品的晶體結(jié)構(gòu)，晶體形狀，結(jié)晶相的分布，高分辯TEM還可觀察聚合物結(jié)晶的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷等。
（3）原子力顯微鏡（AFM）
用原子力顯微鏡表征聚合物表面的形貌。原子力顯微鏡使用微小探針來掃描被測聚合物的表面，當(dāng)探針尖接近樣品時，樣品分子和探針尖端將產(chǎn)生范德華力。因高分子種類、結(jié)構(gòu)的不同、產(chǎn)生范德華力的大小也不同。記錄范德華力變化的情況，從而“觀察”到聚合物表面的形貌。由于原子力顯微鏡探針對聚合物表面的掃描是三維掃描，因此原子力顯微鏡形成的圖像是聚合物表面的三維形貌。用原子力顯微鏡可以觀察聚合物表面的形貌，高分子鏈的構(gòu)象，高分子鏈堆砌的有序情況和取向情況，納米結(jié)構(gòu)中相分離尺寸的大小和均勻程度，晶體結(jié)構(gòu)、形狀，結(jié)晶形成過程等信息。
（4）掃描隧道顯微鏡（STM）
用掃描隧道顯微鏡表征導(dǎo)電高聚物表面的形貌。同原子力顯微鏡類似，掃描隧道顯微鏡也是利用微小探針對被測導(dǎo)電聚合物的表面進行掃描，當(dāng)探針和導(dǎo)電聚合物的分子接近時，在外電場作用下，將在導(dǎo)電聚合物和探針之間，產(chǎn)生微弱的“隧道電流”。因此測量“隧道電流”的發(fā)生點在聚合物表面的分布情況，可以“觀察”到導(dǎo)電聚合物表面的形貌信息。這些信息包括聚合物表面的形貌，高分子鏈的構(gòu)象，高分子鏈堆砌的有序情況和取向情況，納米結(jié)構(gòu)中相分離尺寸的大小和均勻程度，晶體結(jié)構(gòu)、形狀等。但和原子力顯微鏡相比，掃描隧道顯微鏡只能用于導(dǎo)電性的聚合物表面的觀察。 |
| 所用儀器 |
掃描電鏡（SEM）
透射電鏡（TEM）
原子力顯微鏡（AFM）
掃描隧道顯微鏡（STM） |
| 參考文獻 |
1、“現(xiàn)代高分子物理學(xué)”（P.567，P.409），殷敬華、莫志深主編，科學(xué)出版社，2001年
2、“高分子科學(xué)的今天與明天”（P.169）,施良和，胡漢杰主編，化工出版社，1994年 |
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