三乙酸甘油酯玻璃化转变的焓弛豫与介电弛豫研究

陈泽明 ,  毕东阳 ,  王利民

引用本文: 陈泽明, 毕东阳, 王利民. 三乙酸甘油酯玻璃化转变的焓弛豫与介电弛豫研究[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206061 shu
Citation:  CHEN Ze-Ming, BI Dong-Yang, WANG Li-Min. Enthalpy and Dielectric Relaxations of Triacetin in the Vicinity of Glass Transition[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201206061 shu

三乙酸甘油酯玻璃化转变的焓弛豫与介电弛豫研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51071138) (51071138)

    河北省自然科学基金(A2010002048) (A2010002048)

    燕山大学优秀博士生科学基金(YSUSF201102)资助项目 (YSUSF201102)

摘要:

脆性较高的玻璃形成分子液体通常在焓弛豫和介电弛豫动力学上表现出明显的差异性, 为了深入理解这一问题, 本文针对具有较高液体脆性的三乙酸甘油酯对比研究了焓弛豫与介电弛豫行为. 利用这两个技术分别研究了结构弛豫动力学过程的非Arrhenius 与非指数特征, 液体脆性因子与非指数性因子的对比显示很好的一致性. 分析表明分子的柔性有可能对这两种弛豫过程中分子运动的相关性产生明显的影响. 讨论了玻璃形成液体的分子结构与动力学参数之间的关联.

English

    1. [1]

      (1) (a) Richert, R. J. Phys. -Condens. Matter 2002, 14, R703.

      (1) (a) Richert, R. J. Phys. -Condens. Matter 2002, 14, R703.

    2. [2]

      (b) Ediger, M. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 99.(b) Ediger, M. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2000, 51, 99.

    3. [3]

      (2) Angell, C. A. J. Non-Cryst. Solids 1991, 131-133, 13.(2) Angell, C. A. J. Non-Cryst. Solids 1991, 131-133, 13.

    4. [4]

      (3) Ediger, M. D.; Angell, C. A.; Nagel, S. R. J. Phys. Chem. 1996,100, 13200. doi: 10.1021/jp953538d(3) Ediger, M. D.; Angell, C. A.; Nagel, S. R. J. Phys. Chem. 1996,100, 13200. doi: 10.1021/jp953538d

    5. [5]

      (4) Lunkenheimer, P.; Schneider, U.; Brand, R.; Loidl, A. Contemp. Phys. 2000, 41, 15. doi: 10.1080/001075100181259(4) Lunkenheimer, P.; Schneider, U.; Brand, R.; Loidl, A. Contemp. Phys. 2000, 41, 15. doi: 10.1080/001075100181259

    6. [6]

      (5) Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2004, 120, 11082. doi: 10.1063/1.1751393(5) Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2004, 120, 11082. doi: 10.1063/1.1751393

    7. [7]

      (6) Hutcheson, S. A.; McKenna, G. B. J. Chem. Phys. 2008, 129,074502. doi: 10.1063/1.2965528(6) Hutcheson, S. A.; McKenna, G. B. J. Chem. Phys. 2008, 129,074502. doi: 10.1063/1.2965528

    8. [8]

      (7) Angell, C. A.; Ngai, K. L.; McKenna, G. B.; McMillan, P. F.;Martin, S.W. J. Appl. Phys. 2000, 88, 3113. doi: 10.1063/1.1286035(7) Angell, C. A.; Ngai, K. L.; McKenna, G. B.; McMillan, P. F.;Martin, S.W. J. Appl. Phys. 2000, 88, 3113. doi: 10.1063/1.1286035

    9. [9]

      (8) Hu, L. N.; Bian, X. F. Chin. Sci. Bull. 2004, 49 (1), 1.(8) Hu, L. N.; Bian, X. F. Chin. Sci. Bull. 2004, 49 (1), 1.

    10. [10]

      (9) Böhmer, R.; Ngai, K. L.; Angell, C. A.; Plazek, D. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4201. doi: 10.1063/1.466117(9) Böhmer, R.; Ngai, K. L.; Angell, C. A.; Plazek, D. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4201. doi: 10.1063/1.466117

    11. [11]

      (10) Abraham, S. E.; Bhattacharrya, S. M.; Bagchi, B. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 167801. doi: 10.1103/PhysRevLett.100.167801(10) Abraham, S. E.; Bhattacharrya, S. M.; Bagchi, B. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 167801. doi: 10.1103/PhysRevLett.100.167801

    12. [12]

      (11) Anderson, P.W. Science 1995, 267, 1615. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.1995.17.023(11) Anderson, P.W. Science 1995, 267, 1615. doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.1995.17.023

    13. [13]

      (12) Bian, X. F.; Guo, J.; Lv, X.; Qin, X.;Wang, C. Appl. Phys. Lett.2007, 91, 221910. doi: 10.1063/1.2801517(12) Bian, X. F.; Guo, J.; Lv, X.; Qin, X.;Wang, C. Appl. Phys. Lett.2007, 91, 221910. doi: 10.1063/1.2801517

    14. [14]

      (13) Shang, S. Y.; Zhu, Z. G.; Lu, Z. J.; Zhang, G. Z. J. Phys.- Condens. Matter 2007, 19, 416107. doi: 10.1088/0953-8984/19/41/416107(13) Shang, S. Y.; Zhu, Z. G.; Lu, Z. J.; Zhang, G. Z. J. Phys.- Condens. Matter 2007, 19, 416107. doi: 10.1088/0953-8984/19/41/416107

    15. [15]

      (14) Wang, Y. Z.; Xiong, X. M.; Zhang, J. X. J. Rheol. 2008, 52, 999.doi: 10.1122/1.2931695(14) Wang, Y. Z.; Xiong, X. M.; Zhang, J. X. J. Rheol. 2008, 52, 999.doi: 10.1122/1.2931695

    16. [16]

      (15) Floriano, M. A.; Angell, C. A. J. Chem. Phys. 1989, 91, 2537.doi: 10.1063/1.457013(15) Floriano, M. A.; Angell, C. A. J. Chem. Phys. 1989, 91, 2537.doi: 10.1063/1.457013

    17. [17]

      (16) Yamamuro, O.; Oishi, Y.; Nishizawa, M.; Matsuo, T. J. Non- Cryst. Solids 1998, 235-237, 517.(16) Yamamuro, O.; Oishi, Y.; Nishizawa, M.; Matsuo, T. J. Non- Cryst. Solids 1998, 235-237, 517.

    18. [18]

      (17) Wen, P.; Zhao, Z.;Wang,W. Sci. China Ser. G 2008, 51 (4), 356.doi: 10.1007/s11433-008-0048-z(17) Wen, P.; Zhao, Z.;Wang,W. Sci. China Ser. G 2008, 51 (4), 356.doi: 10.1007/s11433-008-0048-z

    19. [19]

      (18) Hornbøll, L.; Yue, Y. Z. J. Non-Cryst. Solids 2008, 354 (17),1862. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.10.023(18) Hornbøll, L.; Yue, Y. Z. J. Non-Cryst. Solids 2008, 354 (17),1862. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.10.023

    20. [20]

      (19) Gao, C.; Yang, S.; Liu, X. N.;Wang, T. J.; Jiang, B. Acta Phys. - Chim. Sin. 2010, 26, 7. [高才, 杨锁, 刘向农, 王铁军,江斌. 物理化学学报, 2010, 26, 7.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100120(19) Gao, C.; Yang, S.; Liu, X. N.;Wang, T. J.; Jiang, B. Acta Phys. - Chim. Sin. 2010, 26, 7. [高才, 杨锁, 刘向农, 王铁军,江斌. 物理化学学报, 2010, 26, 7.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100120

    21. [21]

      (20) Zhou, X. M.; Chen, X. M.;Wu, X. B.; Shui, J. P.; Zhu, Z. G.Acta Phys. Sin. 2011, 60, 036102. [周学懋, 陈晓萌, 吴学邦,水嘉鹏, 朱震刚. 物理学报, 2011, 60, 036102.](20) Zhou, X. M.; Chen, X. M.;Wu, X. B.; Shui, J. P.; Zhu, Z. G.Acta Phys. Sin. 2011, 60, 036102. [周学懋, 陈晓萌, 吴学邦,水嘉鹏, 朱震刚. 物理学报, 2011, 60, 036102.]

    22. [22]

      (21) Wang, L. M.; Tian, Y. J.; Liu, R. P.; Richert, R. J. Chem. Phys.2008, 128, 084503. doi: 10.1063/1.2840357(21) Wang, L. M.; Tian, Y. J.; Liu, R. P.; Richert, R. J. Chem. Phys.2008, 128, 084503. doi: 10.1063/1.2840357

    23. [23]

      (22) McKenna, G. B. Comprehensive Polymer Science; Booth, C.,Price, C. Eds.; Polymer Properties: Pergamon, Oxford, 1989;Vol. 2, p. 311.(22) McKenna, G. B. Comprehensive Polymer Science; Booth, C.,Price, C. Eds.; Polymer Properties: Pergamon, Oxford, 1989;Vol. 2, p. 311.

    24. [24]

      (23) Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2005, 123, 054516.doi: 10.1063/1.1997135(23) Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2005, 123, 054516.doi: 10.1063/1.1997135

    25. [25]

      (24) (a)Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2004, 121, 11170.doi: 10.1063/1.1811072(24) (a)Wang, L. M.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2004, 121, 11170.doi: 10.1063/1.1811072

    26. [26]

      (b)Wang, L. M.; Richert, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109,11091.(b)Wang, L. M.; Richert, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109,11091.

    27. [27]

      (25) Hodge, I. M. J. Non-Cryst. Solids 1994, 169, 211. doi: 10.1016/0022-3093(94)90321-2(25) Hodge, I. M. J. Non-Cryst. Solids 1994, 169, 211. doi: 10.1016/0022-3093(94)90321-2

    28. [28]

      (26) Chen, Z. M.; Zhao, Y.;Wang, L. M. J. Chem. Phys. 2009, 130,204515. doi: 10.1063/1.3142142(26) Chen, Z. M.; Zhao, Y.;Wang, L. M. J. Chem. Phys. 2009, 130,204515. doi: 10.1063/1.3142142

    29. [29]

      (27) Perova, T. S.; Vij, J. K.; Christensen, D. H.; Nielsen, O. F.J. Mol. Struct. 1999, 479, 111. doi: 10.1016/S0022-2860(98)00863-1(27) Perova, T. S.; Vij, J. K.; Christensen, D. H.; Nielsen, O. F.J. Mol. Struct. 1999, 479, 111. doi: 10.1016/S0022-2860(98)00863-1

    30. [30]

      (28) Wang, L. M.; Velikov, V.; Angell, C. A. J. Chem. Phys. 2002,117, 10184. doi: 10.1063/1.1517607(28) Wang, L. M.; Velikov, V.; Angell, C. A. J. Chem. Phys. 2002,117, 10184. doi: 10.1063/1.1517607

    31. [31]

      (29) Wang, L. M.; Tian, Y. J.; Liu, R. P.; Richert, R. J. Phys. Chem. B2010, 114, 3618. doi: 10.1021/jp912223j(29) Wang, L. M.; Tian, Y. J.; Liu, R. P.; Richert, R. J. Phys. Chem. B2010, 114, 3618. doi: 10.1021/jp912223j

    32. [32]

      (30) Moynihan, C. T.; Easteal, A. J.; Debolt, M. A. J. Am. Cream. Soc. 1976, 59 (1-2), 12. doi: 10.1111/j.1151-2916.1976.tb09376.x(30) Moynihan, C. T.; Easteal, A. J.; Debolt, M. A. J. Am. Cream. Soc. 1976, 59 (1-2), 12. doi: 10.1111/j.1151-2916.1976.tb09376.x

    33. [33]

      (31) Wang, L. M.; Borick, S.; Angell, C. A. J. Non-Cryst. Solids2007, 353, 3829. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.04.041(31) Wang, L. M.; Borick, S.; Angell, C. A. J. Non-Cryst. Solids2007, 353, 3829. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.04.041

    34. [34]

      (32) Angell, C. A.;Wang, L. M. Biophys. Chem. 2003, 105 (2-3),621. doi: 10.1016/S0301-4622(03)00093-0(32) Angell, C. A.;Wang, L. M. Biophys. Chem. 2003, 105 (2-3),621. doi: 10.1016/S0301-4622(03)00093-0

    35. [35]

      (33) Wang, L. M.; Angell, C. A.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2006,125, 074505. doi: 10.1063/1.2244551(33) Wang, L. M.; Angell, C. A.; Richert, R. J. Chem. Phys. 2006,125, 074505. doi: 10.1063/1.2244551

    36. [36]

      (34) Wang, L. M.; Richert, R. Phys. Rev. B 2007, 76, 064201. doi: 10.1103/PhysRevB.76.064201(34) Wang, L. M.; Richert, R. Phys. Rev. B 2007, 76, 064201. doi: 10.1103/PhysRevB.76.064201

    37. [37]

      (35) Wang, L. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 5168. doi: 10.1021/jp8110327(35) Wang, L. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 5168. doi: 10.1021/jp8110327

    38. [38]

      (36) Ikada, E.;Watanabe, T. J. Phys. Chem. 1974, 78, 1078. doi: 10.1021/j100604a006(36) Ikada, E.;Watanabe, T. J. Phys. Chem. 1974, 78, 1078. doi: 10.1021/j100604a006

    39. [39]

      (37) Havriliak, S.; Negami, S. Polymer 1967, 8, 161. doi: 10.1016/0032-3861(67)90021-3(37) Havriliak, S.; Negami, S. Polymer 1967, 8, 161. doi: 10.1016/0032-3861(67)90021-3

    40. [40]

      (38) Tool, A. Q. J. Am. Ceram. Soc. 1946, 29 (9), 240. doi: 10.1111/j.1151-2916.1946.tb11592.x(38) Tool, A. Q. J. Am. Ceram. Soc. 1946, 29 (9), 240. doi: 10.1111/j.1151-2916.1946.tb11592.x

    41. [41]

      (39) Narayanaswamy, O. S. J. Am. Ceram. Soc. 1971, 54 (10), 491.doi: 10.1111/j.1151-2916.1971.tb12186.x(39) Narayanaswamy, O. S. J. Am. Ceram. Soc. 1971, 54 (10), 491.doi: 10.1111/j.1151-2916.1971.tb12186.x

    42. [42]

      (40) Debolt, M. A.; Easteal, A. J.; Macedo, P. B.; Moynihan, C. T.J. Am. Cream. Soc. 1976, 59 (1-2), 16.(40) Debolt, M. A.; Easteal, A. J.; Macedo, P. B.; Moynihan, C. T.J. Am. Cream. Soc. 1976, 59 (1-2), 16.

    43. [43]

      (41) Hodge, I. M.; Berens, A. R. Macromolecules 1982, 15, 762. doi: 10.1021/ma00231a016(41) Hodge, I. M.; Berens, A. R. Macromolecules 1982, 15, 762. doi: 10.1021/ma00231a016

    44. [44]

      (42) Ngai, K. L. Phys. Rev. B 2005, 71, 214201. doi: 10.1103/PhysRevB.71.214201(42) Ngai, K. L. Phys. Rev. B 2005, 71, 214201. doi: 10.1103/PhysRevB.71.214201

    45. [45]

      (43) Alvarez, F.; Alegria, A.; Colmenero, J. Phys. Rev. B 1993, 47,125. doi: 10.1103/PhysRevB.47.125(43) Alvarez, F.; Alegria, A.; Colmenero, J. Phys. Rev. B 1993, 47,125. doi: 10.1103/PhysRevB.47.125

    46. [46]

      (44) Agapov, A. L.; Sokolov, A. P. Macromolecules 2011, 44, 4410.doi: 10.1021/ma2001096(44) Agapov, A. L.; Sokolov, A. P. Macromolecules 2011, 44, 4410.doi: 10.1021/ma2001096

    47. [47]

      (45) Alba-Simionesco, C.; Fan, J.; Angell, C. A. J. Chem. Phys.1999, 110, 5262. doi: 10.1063/1.478800(45) Alba-Simionesco, C.; Fan, J.; Angell, C. A. J. Chem. Phys.1999, 110, 5262. doi: 10.1063/1.478800

    48. [48]

      (46) Wang, L, M.; Zhao, Y.; Sun, M. D.; Liu, R. P.; Tian, Y. J. Phys. Rev. E 2010, 82, 062502. doi: 10.1103/PhysRevE.82.062502(46) Wang, L, M.; Zhao, Y.; Sun, M. D.; Liu, R. P.; Tian, Y. J. Phys. Rev. E 2010, 82, 062502. doi: 10.1103/PhysRevE.82.062502

    49. [49]

      (47) Wang, L. M.; Richert, R. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 3201. doi: 10.1021/jp0688254

      (47) Wang, L. M.; Richert, R. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 3201. doi: 10.1021/jp0688254

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  703
  • 文章访问数:  2349
  • HTML全文浏览量:  41
文章相关
  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-04-17
  • 网络出版日期:  2012-06-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章