偶氮苯聚合物中表面凹凸结构的一种模型1.doc

偶氮苯聚合物中表面凹凸结构的一种模型 摘要：本文阐述了对表面凹凸结构理论描述的一个全新的探索，此模型基于通过对聚合物支链的不断重复的反-顺-反异构化过程的数学统计，试图解释不同类型聚合物中的表面凹凸结构。进而在单链中的表面凹凸结构和更集中的相同的网格中一样可以计算出来。 伴随着偶氮苯聚合物中表面凹凸网格化聚合物支链发现了极性化的趋势，自从Rochon等al. [5] 和 Kim 等al. [6]第一次提到过此结果后很少有人理解并描述过这个稀有的现象。然而在此领域的大部分实验研究都没有详细的解释，但是表面凹凸结构还没有被完全搞清楚。 伴随表面凹凸结构的发展随之而来的是，顺-反异构化是模型的发端，相对于极性网格结构导致表面凹凸结构得出由于表面凹凸轮廓的机械压力产生了在不同方向上的差异。网格结构在不同方向上的差异对产生不同结构的结果有很大的影响。所以可以假定对于凹凸结构的发展来说顺式异构化的不同集合并不重要。 我们相信我们的的研究有助于解释表面凹凸结构的有趣现象，同时解释不同材料的实验结果。 1理论： 在λ = 488 nm光的照射下，偶氮苯支链聚酯的N-基经历了从顺式到反式的异构化过程。因为具有特殊的吸收特性，也会发生顺-反异构化。结果是产生了多样的反-顺-反异构化。 由反式到顺式的转化概率由以下公式给出： w ∝| E· p |2， （1） E代表电场的向量，P代表与反式结构中棒状支链近似平行的偶极[7]。所以使支链平行与E的激发光比支链与E产生大角度的可能性大很多。假定通过统计学方法可以使反-顺-反异构体环中的导向发生改变。 如果作为这些统计学方法产生的结果—支链垂直于E，分子就可以免于激发。这样就可以保持支链的方向，并且支链的特定顺序状态就可以观测了。所以原则上就可以预知已知初始状态和排列状态的精确位置就可以预知了。 进入支链的能量由与偶极P、线性化的极性波E、强度I有关的以下公式给出： W ∝ I cos2 (p ; E) . （2） 由一束普通的极性光照射聚合物样品。 在单一的基本向量帮助下全体支链可以由主轴的椭圆型极化和光的传播方向描述在统一的系统定义内(see Fig. 1)。 无须知道所有的支链方向，只要知道同等系统轴的发射方向就足够了。X、Y、Z轴的强度由以下公式定义 （3） 假设α表示一种材料的常数，此常数表示反-顺异构化的相反结构的吸收和一种异构化环的支链旋转角度的平均值。如果支链数量被强制超过X方向，他酒会平等的排列在Y、Z方向。从而在这些方向的支链数量会大增。 综上由偏振光影响的聚合物行为可以由以下三个关联的微分等式表示： （4） Nx , Ny 和 Nz表示不同方向的支链数量。 在照射的初始（t=0）状态，材料的等向性的。各方向的支链数定义为1： Nx (0) = Ny(0) = Nz(0) = 1 . (5) 随着时间的推移，支链的总数是常量 Nx (t)+ Ny(t)+ Nz(t) = 3 . （6） 有了这些，可以解出不同方程的集合： Nz(t)=3-Nx(t)-Ny(t) (7) （8） 支链的度数就可以随时知道了。导致聚合物变形的具体细节还是未知的。因此着手处理不需要这些数据的聚合体变形的类型。 以下说明基于在形变过程中聚合物的量保持不变的假设。这与[8]中介绍的结果一致。Lx , Ly 和Lz表示在三个方向上的薄膜长度，在形变过程中量的守恒表示为： Lx(t) · Ly(t) · Lz(t) = 1 . (9) 整个系统假定时间不变，此外X方向上的薄膜长度只与三个量有关系 Lx = f(Nx (t), Ny(t), Nz (t)) .