第三組分對環(huán)氧改性體系相分離行為影響的研究.pdf

1、本文采用光學顯微鏡(OM)、時間分辨激光光散射(TRLS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等手段研究了第三組分(凹凸棒(ATT)和環(huán)氧化聚丁二烯聚苯乙烯嵌段共聚物(EBS))對環(huán)氧改性體系(聚醚砜(PES)/環(huán)氧(LCST體系)和聚苯醚(PPO)/環(huán)氧(UCST體系))聚合反應(yīng)誘導多次相分離行為的影響。在ATT/PES/環(huán)氧體系中：⑴SEM結(jié)果顯示,ATT加入后,體系形成網(wǎng)狀相結(jié)構(gòu),PES富集相為絲狀相,環(huán)氧富集相為“島狀

2、”相,呈現(xiàn)出粘彈性相分離的特點。隨著ATT含量的增加,PES網(wǎng)狀相逐步地轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑B續(xù)”的粒子相;兩相中的二次相分離行為受到抑制。TEM結(jié)果顯示,表面處理后的ATT粒子在共混體系中有良好的分散效果,在相分離過程中,ATT由于受到界面張力的作用聚集在兩相的界面上。⑵OM及TRLS跟蹤不同組成體系相分離過程的數(shù)據(jù)表明,ATT的加入導致體系的相分離發(fā)生時間提前;且隨ATT含量的增加,相區(qū)的粗大化速度減慢。原因包括:ATT的“釘錨”效應(yīng)對相界面的

3、流動有明顯的阻礙作用:ATT在界面的聚集降低了快動態(tài)相(環(huán)氧相)的界面張力,限制了環(huán)氧富集相的粗大化。3)ATT加入后,材料的模量及拉伸強度都有所提高。4)對比采用高分子量PES的改性體系,雖然都是提高了體系粘度,使相分離發(fā)生提前,減緩相分離速度,但ATT的加入是直接作用于兩相界面上屬于對相分離動力學因素的影響;而PES分子量的增加對于體系相容性的作用屬于熱力學因素,前者的影響更明顯。在EBS/PPOZ環(huán)氧體系中,EBS的環(huán)氧化程度高低

4、對改性體系相分離行為的影響各有特點：①低環(huán)氧化的嵌段共聚物由于聚丁二烯段與環(huán)氧的相容性較差,在環(huán)氧的固化過程中會從體系中分相出來形成納米尺寸的微纖,聚苯乙烯段則主要分散在PPO富集相中。在EBS含量較高的體系中,EBS會形成宏觀相區(qū)域。②環(huán)氧化程度較高的EBS在體系中有很好的溶解性,依兩嵌段對兩組分的選擇性可以推斷兩嵌段分別分散在各自相容性較好的富集相中,且相區(qū)尺寸的演化速度明顯減慢。掃描電鏡結(jié)果顯示加入EBS的改性體系中最終形成雙連續(xù)