聚合物共混體系相分離行為和反應(yīng)增容研究.pdf

1、相分離和反應(yīng)增容是兩種最為常見的控制共混物微觀結(jié)構(gòu)的方法。通過研究相分離過程和增容反應(yīng)的機(jī)理,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物共混物微觀結(jié)構(gòu)乃至宏觀性能的控制。本文利用旋轉(zhuǎn)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(duì)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(dòng)力學(xué)、聚苯乙烯/乙烯-辛烯無規(guī)共聚物(PS/POE)共混體系的反應(yīng)增容以及PS/PMMA界面官能團(tuán)反應(yīng),

2、得到的主要結(jié)果如下:
　　1.采用界面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)對(duì)二氧化硅粒子表面進(jìn)行聚苯乙烯(PS)的接枝改性,通過控制PS鏈段的長(zhǎng)度,實(shí)現(xiàn)了粒子在PMMA相和兩相界面選擇性分布的調(diào)控。采用光學(xué)和流變學(xué)的方法研究了粒子及其分布對(duì) PMMA/SAN共混體系相圖的影響。結(jié)果表明粒子對(duì)濁點(diǎn)溫度的影響很小,但會(huì)顯著地影響流變學(xué)相轉(zhuǎn)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(jié)合TEM形貌的研究發(fā)現(xiàn),粒子對(duì)流變學(xué)相轉(zhuǎn)變溫

3、度的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:影響共混體系基體的模量或者相分離過程相結(jié)構(gòu)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(yuǎn)臨界組成中,粒子影響的主要是相分離過程中相結(jié)構(gòu)的演變。
　　2.應(yīng)用旋轉(zhuǎn)流變儀研究了PMMA/SAN共混體系相分離過程中的粘彈響應(yīng)的變化。結(jié)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(huì)隨著相分離時(shí)間不斷上升。這種模量的上升是因?yàn)橄喾蛛x過程中共混體系相區(qū)的組成在不斷

4、地發(fā)生變化?；诖?我們計(jì)算得到了相分離過程中相區(qū)組成隨時(shí)間的演變曲線,分析的結(jié)果和測(cè)得的相圖的邊界值非常吻合。
　　3.采用無水AlCl3作為催化劑實(shí)現(xiàn)了PS/POE共混體系的反應(yīng)增容,結(jié)合旋轉(zhuǎn)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(xiàn),盡管反應(yīng)共混體系中共聚物的界面密度遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和值,但是對(duì)共混物的形貌起到了很強(qiáng)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(shí)現(xiàn)增容的。
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