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《正電子湮沒壽命譜技術(shù)應(yīng)用于聚合物微觀結(jié)構(gòu)研究的進展.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第30卷第2期高分子材料科學(xué)與工程Vo1．30．No．22014年2月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGFeb．2014正電子湮沒壽命譜技術(shù)應(yīng)用于聚合物微觀結(jié)構(gòu)研究的進展廖霞，張瓊文，何汀，安竹2，楊其，李光憲(1．四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料工程國家重點實驗室；2．四川大學(xué)原子核科學(xué)技術(shù)研究所輻射物理及技術(shù)教育部重點實驗室，四川成都610065)摘要：聚合物的晶區(qū)堆砌密度、無定形區(qū)自由體積的尺寸和數(shù)量、晶區(qū)一非晶區(qū)的界面等微觀結(jié)構(gòu)，對其宏觀性能，如滲透性能、力學(xué)性能、松弛行為等有重
2、要影響。正電子湮沒壽命譜技術(shù)是一種強有力的微觀結(jié)構(gòu)探測與表征技術(shù)，能夠靈敏有效地探測聚合物的晶區(qū)堆砌密度、無定形區(qū)自由體積以及兩相界面等信息，從而提供了一種直接、簡單的研究聚合物微觀結(jié)構(gòu)的途徑。文中介紹了該技術(shù)的基本原理和應(yīng)用理論，綜述了該技術(shù)在聚合物研究領(lǐng)域的應(yīng)用，如：聚合物本征特性與自由體積之間的關(guān)系，應(yīng)力、輻照、外界壓力、物理老化等外界因素對聚合物微觀結(jié)構(gòu)的影響，以及聚合物共混物、復(fù)合材料的相容性和界面特性等。最后總結(jié)了正電子湮沒壽命譜技術(shù)在聚合物微觀結(jié)構(gòu)研究中存在的問題。關(guān)鍵詞：正電子湮沒壽命譜；聚合物；自由體積；微觀結(jié)構(gòu)中
3、圖分類號：0631．13文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000—7555(2014)02—0198—07正電子湮沒技術(shù)(PAT)是一種強有力的核分析技題。術(shù)，它利用正電子在物質(zhì)中與電子相互作用產(chǎn)生的湮1正電子湮沒壽命譜技術(shù)應(yīng)用于聚合物的基本原理沒輻射得到物質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、電子動量分布及缺英國物理學(xué)家Dirac在1928年從理論上預(yù)言了陷狀態(tài)等信息。正電子湮沒壽命譜學(xué)(PALS)是正電子湮沒技術(shù)的應(yīng)用之一，它是通過測量正電子在物質(zhì)正電子的存在，美國物理學(xué)家Anderson于1932年在中的湮沒壽命、強度從而得到物質(zhì)缺陷、孔洞的大小與宇宙射
4、線中發(fā)現(xiàn)了正電子。正電子是電子的反粒子，所帶電荷與電子相等、符號相反，質(zhì)量與電子相當(dāng)，是數(shù)量等微觀信息。現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、原子分子物理、化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)等l_lJ領(lǐng)域。人類發(fā)現(xiàn)的第1個反物質(zhì)。正電子進入聚合物內(nèi)部目前，測量聚合物自由體積的方法有光致變色技后，受到同樣帶正電的原子實的強烈排斥，通過與原子術(shù)2、熒光光譜技術(shù)_3_、小角x射線衍射[、正電子湮實、電子等的非彈性碰撞，很快損失動能轉(zhuǎn)化為熱能，沒壽命譜技術(shù)_5_等。與前3種方法相比，PALS無需這一階段為正電子的熱化階段，通常在1ps～3ps內(nèi)加入示蹤元素，排
5、除外加物質(zhì)的干擾；探針尺寸較小完成。熱化后的正電子在聚合物中進人擴散階段，遇(電子偶素直徑約0．106m)，對于埃米級的自由體積到電子直接發(fā)生湮沒或者與1個電子結(jié)合形成電子一孔洞探測特別敏感；由于孔洞對正電子具有強烈的捕正電子亞穩(wěn)態(tài)原子(電子偶素，Ps)，然后發(fā)生湮沒。獲作用，使得PALS探測孔洞非常靈敏，濃度約10Wheeler于1946年最早預(yù)言了電子偶素的存在，并得的孔洞也可以被檢測出來。正是由于PALS具有無到有關(guān)電子偶素能級、精細(xì)結(jié)構(gòu)、衰變率等重要理論研損、干擾小、靈敏性高等特點，成為目前直接探測聚合究結(jié)果。Deutsch
6、于1951年在氣體實驗中發(fā)現(xiàn)了電子物微觀結(jié)構(gòu)，特別是自由體積的一種最有效的手段。偶素的存在。電子偶素包括2種狀態(tài)：若電子自旋與本文介紹了正電子湮沒壽命譜技術(shù)應(yīng)用于聚合物的基正電子自旋平行，則電子偶素的總自旋為1，是自旋三本原理，綜述了該技術(shù)在聚合物微觀結(jié)構(gòu)研究中的國重態(tài)，稱為正態(tài)電子偶素(o-Ps)，占電子偶素的75％；內(nèi)外最新進展，最后總結(jié)了它在應(yīng)用過程中存在的問若電子與正電子自旋反平行，則電子偶素的總自旋為收稿日期：2013．12．26基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(51133005，51121001，51103091)；高
7、等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(201201811300132O11O181110029)通訊聯(lián)系人：李光憲，主要從事多組分高分子相行為與形態(tài)控制、高分子材料老化行為和壽命預(yù)測等相關(guān)研究，E．mail：guangxianli@SOUedu．cn第2期廖霞等：正電子湮沒壽命譜技術(shù)應(yīng)用于聚合物微觀結(jié)構(gòu)研究的進展0，是自旋單態(tài)，稱為仲態(tài)電子偶素(p—Ps)，占25％。其有重要影響。PALS是探測聚合物自由體積最直接有中，p—Ps的自湮沒壽命為125ps，湮沒后發(fā)射2條7射效的方法，一切與自由體積相關(guān)的結(jié)構(gòu)及性能都可以線；o—Ps的自湮沒壽命
8、為142ns，湮沒后發(fā)射3條7射通過PALS進行研究。目前PALS在聚合物中的應(yīng)用線。由于電子偶素優(yōu)先定域于低電子密度區(qū)域，即孔主要包括以下幾方面。洞(自由體積、缺陷)中，并與周圍介質(zhì)發(fā)生相互作用，2．1聚合物本征特性與自由體積之間的
