بررسي پارامترهاي مؤثر بر پديده خودهسته‌زايي در پليمرهاي نيمه‌بلوري

Investigation of Effective Parameters on Self-Nucleation Phenomenon in Semi-Crystalline Polymers

بلورينگي پليمرهاي نيمه­ بلوري تحت تأثير دو فرايند هسته­ گذاري و رشد بوده و مرحله هسته­ گذاري واپايشگر سينتيك بلورينگي است. به­ طور كلي، دو نوع هسته­ گذاري همگن و ناهمگن وجود دارد. خودهسته ­زايي يا اثر حافظه، نوعي از هسته ­گذاري همگن است. اين پديده زماني رخ مي ­دهد كه هسته­ هاي بلوري پليمر باقي­مانده ناشي از دما يا زمان ناكافي ذوب در مرحله سرمايش بعدي، به شتاب­دهي هسته­ گذاري منجر شوند. با وجود پژوهش ­هاي بسياري كه در زمينه خودهسته­ زايي انجام گرفته است، هنوز مفهوم اين پديده و عوامل مؤثر بر آن نياز به مطالعه و بررسي دارد. در اين مقاله، پس از معرفي پديده خودهسته ­زايي و پديده­ شناسي آن، روش اندازه ­گيري و تعيين دامنه ­هاي خودهسته ­زايي معرفي مي ­شود. سپس، به بررسي دقيق عوامل مؤثر بر اين پديده، مانند اثر جرم مولكولي، توپولوژي و اثر محدوديت ساختاري زنجيرهاي پليمري پرداخته مي­ شود. جرم مولكولي و توپولوژي، با ايجاد ممانعت ­هاي حاصل از گره­ خوردگي­ هاي سامانه ­هاي پليمري، پايداري خودهسته ­زاها و اثر حافظه را افزايش مي ­دهند. محدوديت­ هاي ساختاري در سامانه ­هاي داراي نانوذرات نيز همانند كوپليمرهاي دست ه­اي، تحت تأثير محدوديت ­هاي ناشي از كاهش تحرك نفوذي زنجيرها هستند. در اين سامانه ­ها، اتصال زنجيرها به سطح نانوذرات يا محدوديت ­هاي ناشي از اتصالات كووالانسي دو انتهاي زنجير به حذف دامنه خودهسته ­زايي (دامنه 2) و كاهش اثر حافظه منجر مي ­شود.

The crystallinity of semi-crystalline polymers is affected by both nucleation and growth processes, and the nucleation phase controls the kinetics of crystallization. In general, there are two types of homogeneous and heterogeneous nucleation. Self-nucleation or memory effect is a type of homogeneous nucleation. This phenomenon occurs when the crystal nuclei of the remaining polymer due to insufficient melting temperature or melting time in the next cooling stage lead to the acceleration of nucleation. Despite many researches on self-nucleation, the exact concept and the factors affecting self-nucleation still need to be studied. In this article, after introducing the phenomenon of self-nucleation and its phenomenology, measurement and the method of determining the domains of self-nucleation are introduced. Then, the factors affecting self-nucleation such as molecular mass, topology, and the structural constraints are discussed. Molecular mass and topology affect the stability of the nuclei and the memory effect by means of constraints resulting from the polymer entanglements. The confinements in polymer/nano-particle system and block copolymers caused by reduction of chain diffusion. In these systems, tethering of the chains to the surface of the nanoparticles or the constraint implemented by the two-ended covalent bonds led to the disappearance of the self-nucleation domain (domain 2) and hampering of memory effect.