介觀粒子在熱塑性-環(huán)氧樹(shù)脂共混體系相分離中的強(qiáng)化粘彈效應(yīng)研究.pdf

1、本文通過(guò)光學(xué)顯微鏡(OM),時(shí)間分辨光散射(TRLS),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(TEM)等手段研究了尺寸介于納米到微米間的介觀粒子對(duì)聚醚砜(PES)/環(huán)氧樹(shù)脂(DGEBA)、聚苯乙烯(PS)/環(huán)氧樹(shù)脂(DGEBA)及聚醚酰亞胺(PEI)/環(huán)氧樹(shù)脂(TGDDM)等熱塑性改性熱固性樹(shù)脂體系聚合誘導(dǎo)相分離行為的影響,并研究了改性體系的力學(xué)性能。通過(guò)研究介觀粒子對(duì)臨界組成附近的熱塑性改性熱固性樹(shù)脂共混體系聚合誘導(dǎo)粘彈相分離行為

2、的影響,發(fā)現(xiàn)介觀粒子對(duì)動(dòng)力學(xué)不對(duì)稱體系的粘彈相分離具有強(qiáng)化粘彈效應(yīng)。OM、TRLS和SEM結(jié)果顯示介觀粒子的加入使熱塑性改性熱固性樹(shù)脂共混體系相分離中的相尺寸變小、相結(jié)構(gòu)精細(xì)化,使慢動(dòng)力學(xué)相的松弛速率變慢,其形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變的更難松弛分解,相分離表現(xiàn)出更強(qiáng)的粘彈性;DSC研究結(jié)果表明介觀粒子作為惰性粒子加入共混物中未改變相分離霧點(diǎn)時(shí)環(huán)氧樹(shù)脂固化轉(zhuǎn)化率,對(duì)共混體系的熱力學(xué)性質(zhì)影響不大,介觀粒子對(duì)共混體系相分離的影響主要是由動(dòng)力學(xué)因素影響所

3、導(dǎo)致的;TEM結(jié)果顯示介觀粒子主要分布于動(dòng)力學(xué)性質(zhì)較慢的熱塑性樹(shù)脂富集相中以及兩相界面上,而動(dòng)力學(xué)較快的環(huán)氧樹(shù)脂富集相中基本不存在,說(shuō)明介觀粒子是通過(guò)與慢動(dòng)力學(xué)相的相會(huì)作用來(lái)影響相分離行為的,我們認(rèn)為這種作用是分子鏈的纏繞作用;研究還發(fā)現(xiàn)介觀粒子的尺寸越小、分散性越好,對(duì)相結(jié)構(gòu)細(xì)化越明顯,強(qiáng)化粘彈效應(yīng)越顯著;當(dāng)固化溫度升高或固化速率減慢時(shí),共混體系的動(dòng)力學(xué)不對(duì)稱性因此變小或消失,介觀粒子的強(qiáng)化粘彈效應(yīng)也隨之減弱或消失。在PEI/TGDD

4、M共混改性體系中,介觀粒子海泡石的加入使體系的相結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能均發(fā)生顯著改變:PEI含量為5wt％時(shí),體系組成遠(yuǎn)離臨界組成,相分離為成核生長(zhǎng)(NG)機(jī)理,未加介觀粒子時(shí),PEI富集相形成球狀分散相結(jié)構(gòu),加入海泡石后,由于分子鏈纏繞作用,PEI分子主要分布于介觀粒子表面,導(dǎo)致球狀PEI富集分散相消失,加入介觀粒子子使拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率有所提高,但是楊氏模量變化不大;PEI含量為13wt%時(shí),共混體系處于臨界組成附近,相分離為旋節(jié)線(SD