苯乙烯-丁二烯(或異戊二烯)嵌段共聚物表面結構形成機理的研究.pdf

1、苯乙烯-異戊二烯(或丁二烯)-苯乙烯三嵌段共聚物是熱塑性彈性體,作為粘合劑和密封材料在日常生活中有廣泛應用。其表面結構將直接影響材料的粘附、摩擦及潤濕等性能。因此,準確掌握真實環(huán)境下嵌段共聚物的表面結構及性質對提高材料優(yōu)異的表面性能具有很重要的意義。
　　 由于各嵌段元素組成相同,對苯乙烯-異戊二烯(或丁二烯)-苯乙烯三嵌段共聚物表面化學結構的研究受到限制。近些年來發(fā)展起來的和頻振動光譜(Sum Frequency Genera

2、tion Vibrational Spectroscopy,SFG)技術具有單分子層靈敏度,可以原位研究物質表面或界面幾層分子的分子結構、基團取向、分子微結構等方面的信息,已成為原位表征高分子表面幾個分子層結構的理想手段。
　　 本論文利用SFG并結合其他分析手段研究真實環(huán)境下苯乙烯-丁二烯(或異戊二烯)-苯乙烯三嵌段共聚物的表面結構形成過程。研究了溶劑性質、中間段聚二烯烴化學結構等對表面最外層化學結構形成及性能的影響。得到以下

3、結論:
　　 (1)通過對苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)不同溶劑澆鑄膜表面結構及其溶劑響應性的研究發(fā)現(xiàn),以環(huán)己酮為成膜溶劑時,SIS膜表面為PS和PI組分共存。在環(huán)己烷(PI的選擇性溶劑)和丁酮(PS的選擇性溶劑)蒸氣交替處理下,其最表層結構會發(fā)生溶劑響應性變化。而以甲苯和環(huán)己烷為成膜溶劑時,表面為PI鏈段富集,其最表層結構不受丁酮蒸氣處理的影響。這表明起始膜表面PS鏈段的是否存在會影響SIS膜的溶劑可逆響應性。

4、
　　 (2)研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和SIS甲苯溶液澆鑄膜表面結構的形成。結果發(fā)現(xiàn),在甲苯溶液澆鑄成膜中,SIS膜表面極易形成PS柱平躺在表面的形貌和低表面能PI鏈段富集在最表層的穩(wěn)定結構;而SBS膜表面形貌為PS柱垂直表面的結構,最表層化學結構為PS和PB組分共存。
　　 (3)對不同PI段化學結構SIS二甲苯溶液澆鑄膜表面結構的研究發(fā)現(xiàn),PI以1,4加成為主的SIS二甲苯溶液澆鑄膜表面為1

5、,4-PI鏈段富集,而PI以3,4加成為主的SIS膜表面為PS和3,4-PI鏈段共存,即使3,4-PI的表面能遠小于PS鏈段的。
　　 (4)在不同SIS-1(PI以1,4加成為主)與SIS-4(PI以3,4-加成為主)比例的共混膜中,低表面能的SIS-4組分極易富集到表面。但當近表層為SIS-1組分富集時,其最表層的3,4-PI鏈段上烯丙基側基會傾向于平躺在表面。增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯在SIS-4膜表面的富集會使3,4-PI鏈