聚合物共混體系相分離行為和反應增容研究.pdf

1、相分離和反應增容是兩種最為常見的控制共混物微觀結構的方法。通過研究相分離過程和增容反應的機理,可以實現對聚合物共混物微觀結構乃至宏觀性能的控制。本文利用旋轉流變儀,掃描和透射電子顯微鏡(SEM、TEM)等方法研究了二氧化硅粒子對聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物(PMMA/SAN)體系相分離的影響, PMMA/SAN體系的相分離動力學、聚苯乙烯/乙烯-辛烯無規(guī)共聚物(PS/POE)共混體系的反應增容以及PS/PMMA界面官能團反應,

2、得到的主要結果如下:
　　1.采用界面引發(fā)原子轉移自由基聚合(ATRP)對二氧化硅粒子表面進行聚苯乙烯(PS)的接枝改性,通過控制PS鏈段的長度,實現了粒子在PMMA相和兩相界面選擇性分布的調控。采用光學和流變學的方法研究了粒子及其分布對 PMMA/SAN共混體系相圖的影響。結果表明粒子對濁點溫度的影響很小,但會顯著地影響流變學相轉變溫度,而且這種影響具有共混物組成和粒子分布的依賴性。結合TEM形貌的研究發(fā)現,粒子對流變學相轉變溫

3、度的影響主要體現在兩個方面:影響共混體系基體的模量或者相分離過程相結構的演變。在近臨界組成中,粒子影響的主要是體系的基體模量,尤其是低頻區(qū)域的基體模量,而在遠臨界組成中,粒子影響的主要是相分離過程中相結構的演變。
　　2.應用旋轉流變儀研究了PMMA/SAN共混體系相分離過程中的粘彈響應的變化。結果表明,在相分離過程中,近臨界組成的共混體系的高頻模量會隨著相分離時間不斷上升。這種模量的上升是因為相分離過程中共混體系相區(qū)的組成在不斷

4、地發(fā)生變化。基于此,我們計算得到了相分離過程中相區(qū)組成隨時間的演變曲線,分析的結果和測得的相圖的邊界值非常吻合。
　　3.采用無水AlCl3作為催化劑實現了PS/POE共混體系的反應增容,結合旋轉流變儀和SEM研究了共混體系增容前后微觀形貌和粘彈性的變化。研究發(fā)現,盡管反應共混體系中共聚物的界面密度遠沒有達到飽和值,但是對共混物的形貌起到了很強的增容作用。因此可以推斷共聚物主要是通過抑制粒子的合并作用來實現增容的。
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