Polimery częściowo krystaliczne to bardzo duża grupa materiałów, która obejmuje znaczną część szeroko stosowanych i powszechnie wykorzystywanych w naszym życiu tworzyw polimerowych. Mimo, że z polimerami spotykamy się na co dzień, ich niezwykle złożona struktura nie jest w pełni poznana. Polimery częściowo krystaliczne często uważane są za materiały kompozytowe, ponieważ składają się zarówno z obszarów krystalicznych, gdzie makrocząsteczki polimeru ułożone są w sposób uporządkowany, jak i obszarów całkowicie tego uporządkowania pozbawionych. Ten właśnie pozbawiony uporządkowania obszar fazy amorficznej, uwięzionej pomiędzy kryształami jest tematem projektu, prowadzonego w Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN przez dr. Artura Różańskiego.
Rola fazy amorficznej we właściwościach polimerów krystalizujących jest zagadnieniem, które w moim przekonaniu wymaga systematycznego przeanalizowania, a z punktu widzenia szeroko rozumianej inżynierii materiałowej wydaje się być niezwykle istotna – mówi naukowiec.
Projekt ruszył w kwietniu ubiegłego roku i potrwa cztery lata. Zdefiniowane przez naukowców cele badawcze są od siebie niezależne, co pozwala na ich równoległą realizację. Jak podkreśla dr Różański, uformowany na potrzeby projektu zespół specjalistów ma maksymalizować współczynnik sukcesu. Główne cele prowadzonych badań zostały uformowane do 3 najważniejszych punktów:
Najważniejszym z nich jest opracowanie metody, która pozwoli na określenie właściwości mechanicznych fazy amorficznej „uwięzionej” w obszarach międzykrystalicznych, co pozwoliłoby w przyszłości projektować materiały o pożądanych właściwościach makroskopowych. Kolejnym zaplanowanym etapem jest prześledzenie jak właściwości mechaniczne fazy amorficznej ulegają zmianie w momencie, kiedy zmienia się struktura i morfologia takich materiałów.
Jako drugi cel w projekcie zostały zaplanowane szczegółowe badania nad właściwościami barierowymi polimerów częściowo krystalicznych, które w dużej mierze są zależne od struktury fazy amorficznej.
Trzecim wyznaczonym przez naukowców celem badawczym jest prześledzenie zmian struktury fazy amorficznej prowadzących do powstania porów kawitacyjnych (czyli jednego z mechanizmów towarzyszących odkształcaniu większości polimerów częściowo krystalicznych), oraz przeprowadzenie analogicznej analizy dla szeregu polimerów częściowo krystalicznych różniących się właściwościami oraz mikrostrukturą.
Dlaczego ten projekt jest tak ważny?
Badania, które zostały zaplanowane w projekcie dotyczą fazy amorficznej, ale co równie istotne dotyczą materiałów, które nie są materiałami niszowymi, produkowanymi na skalę lokalną, lecz dotyczą materiałów, które każdego roku produkowane są w ilości około 300 milionów ton. Nawet niewielki postęp, jeżeli chodzi o zrozumienie roli fazy amorficznej we właściwościach makroskopowych polimerów częściowo krystalicznych będzie miał zatem ogromne znaczenie, zarówno poznawcze jak i aplikacyjne– podsumowuje dr Różański.
Projekt pn. „Zrozumienie roli fazy amorficznej w wybranych właściwościach polimerów krystalizujących” finansowany jest ze środków NCN w ramach programu Sonata Bis 8.
Jadwiga Pasiut
