同步辐射实验室李良彬研究员和博士生刘栋等近期通过结合伸展流变仪和同步辐射小角X射线散射/宽角X射线衍射原位研究了聚乙烯在近平衡条件下的伸展流动场诱导成核机理。相关研究工作发表于近期的Macromolecules. 2014, 47 (19), 6813–6823。
流动场诱导高分子结晶不仅是重要的非平衡物理问题，也是指导高分子材料加工的基础。然而虽然经历数十年的努力，至今仍然没有统一的理论和解释。针对上述问题，研究人员利用自行研制的伸展流变装置与同步辐射小角和宽角X射线散射，原位跟踪拉伸流场诱导交联聚乙烯的成核过程，建立温度-应变对成核的等效关系，发现拉伸流场诱导四种不同的晶核结构和形态。针对实验发现，研究人员引入与不同晶体形态结构对应的焓和表面自由能，改进了经典拉伸网络成核模型，揭示了近平衡条件下片晶到串晶转变的成核机理。审稿人认为这一发现对流动场诱导结晶这一领域的现况做了很好的总结，并提出了不同条件下的成核机理，是近平衡条件下阐明流动场诱导高分子结晶热力学机理的努力，在高分子物理领域将引起广泛兴趣。
以上研究工作得到国家自然科学基金委、科技部“973”项目、中央高校基本科研业务费专项资金等基金的资助。
