嵌段共聚物PEO-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌及性能

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了嵌段共聚物聚氧化乙烯(PEO-b-聚苯乙烯(PS)),将PEO-b-PS与PS溶液共混成膜,使用接触角测试仪(CA)和原子力显微镜(AFM)考察了PEO-b-PS含量与共混薄膜表面形貌及性能之间的关系。研究发现,嵌段共聚物在薄膜中发生微相分离并在薄膜表面形成PEO微相区,随PEO-b-PS含量增加,薄膜表面PEO相区尺寸增大,但分布密度下降。通过共混薄膜表面形貌的变化,解释了共混薄膜的亲水性和表面张力随PEO-b-PS含量增加的变化趋势。     

均聚物调控的PS-b-P4VP薄膜的微相分离形貌

分别以聚丙烯酸(PAA)和聚氧化乙烯(PEO)与苯乙烯与4-乙烯基吡啶二嵌段共聚物(PS-b-P4VP)进行溶液共混并且旋涂成膜,采用原子力显微镜(AFM)研究了这两种均聚物对PS-b-P4VP薄膜微相分离形貌的调控作用。结果表明,PAA与P4VP链段之间强烈的氢键作用使得P4VP链段对PS链段的热力学排斥作用增强,当PAA质量分数为10%时,PS分散相区以规则的柱体垂直分布于由P4VP/PAA链段相互溶解所形成的连续相基体中。对于PS-b-P4VP/PEO共混体系,共混薄膜形成了PEO/P4VP分散相以柱状形态垂直分布在以PS链段聚集区为薄膜连续相基体中的微相分离形貌,由于PS链段无法在PEO/P4VP柱状微区上方形成覆盖,导致共混薄膜表面出现许多孔洞,孔洞底部伴有PEO链段部分结晶形成的锥状突起。随PEO含量增加,孔洞直径增大,孔洞底部的锥状突起也增大。     

嵌段共聚物PCL-b-PMMA薄膜的微相分离形貌

通过开环聚合(ROP)和原子转移自由基聚合(ATRP)制备了不同嵌段结构的嵌段共聚物PCL-b-PMMA,使用核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征,通过原子力显微镜(AFM)研究了嵌段共聚物薄膜的微相分离形貌。结果表明,嵌段共聚物发生了微相分离,聚ε-己内酯(PCL)链段形成柱状微区;PCL链段体积分数较低时,薄膜表面以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)链段聚集为主,但未在PCL柱状微区上方形成覆盖,从而在薄膜表面形成孔洞;随PCL链段体积分数增加及PMMA链段分子量下降,PCL柱状微区面积增加,向薄膜表面迁移并逐渐形成覆盖,造成薄膜表面孔洞消失。     

PCL-b-PMMA/PEO共混薄膜的微相分离形貌

通过聚氧化乙烯(PEO)与聚己内酯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PCL-b-PMMA)的共混来调节聚己内酯(PCL)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌段的微相分离行为。采用原子力显微镜研究了PEO的质量分数和相对分子质量对PCL-b-PMMA/PEO共混薄膜微相分离形貌的影响。结果表明,共混薄膜形成了以PMMA/PEO为连续相,PCL呈柱状微区垂直于薄膜表面的微相分离形貌,PMMA/PEO链段无法在PCL柱状微区上方形成完全覆盖,导致薄膜表面形成许多孔洞。随着PEO含量增加,PCL链段聚集趋势增强,柱状微区尺寸不断增大;随着PEO相对分子质量的增加,PMMA/PEO在PCL微区上方形成的有效覆盖减少,薄膜表面的孔洞数量和尺寸增大;当PEO与不同嵌段比PCL-b-PMMA共混后,随嵌段共聚物中PCL链段体积分数增加,柱状微区向层状形态转变,薄膜表面孔洞消失。     

三嵌段共聚物PS-b-PEG-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌与性能研究

使用原子转移自由基聚合(ATRP)制备三嵌段共聚物PS-b-PEG-b-PS.通过红外光谱、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对嵌段共聚物结构及分子量进行表征.将嵌段共聚物与聚苯乙烯溶液共混成膜,使用原子力显微镜(AFM)和接触角测试仪(CA)对不同含量嵌段共聚物共混膜的表面形貌和性能进行了分析表征.PEG链段与PS链段在共混膜中发生了微相分离,由于PEG链段对PS链段的热力学排斥作用以及PS的硬链段特性,PS不能在PEG微区上方形成覆盖,因而在薄膜表面形成大量孔洞,PEG微相区位于孔洞底部.随嵌段共聚物含量增加,孔洞(PEG微区)尺寸增大.当嵌段共聚物含量增加10％以后,孔洞内出现PS微相区,导致形成“胞状”结构.嵌段共聚物含量增加使得共混薄膜的亲水性和表面张力增大.     

嵌段共聚物PEO-b-PS薄膜的微相分离形貌

为实现对PEO-b-PS薄膜微相分离形貌和纳米结构的调控,通过原子转移自由基聚合制备了不同嵌段结构的PEO-b-PS,使用原子力显微镜研究了嵌段结构及热处理条件对溶液旋涂制备的PEO-b-PS薄膜微相分离形貌的影响.结果表明:PEO-b-PS薄膜发生微相分离后呈现PS锥状突起的分散形貌;提高热处理温度使微相分离加快,相分离程度提高,PS微区尺寸增大;延长热处理时间使PS锥状突起更加明显;PEO链长一定时,PS链长增加导致PS锥状微区数量和尺寸增加;PS链长一定时,PEO链长增加使PS锥状微区数量减少;嵌段比一定时,嵌段共聚物分子量增加使PS微区尺寸增大.通过调节PEO-b-PS嵌段结构和薄膜的热处理条件,可以实现对PEO-b-PS薄膜微相分离结构的控制.     

不同双硫酯用量下RAFT自由基交联聚合体系的反应动力学及交联结构

考察了二硫代苯甲酸苄酯(BDB)用量对二甲基丙烯酸聚乙二醇酯/甲基丙烯酸聚乙二醇甲基醚酯可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基交联聚合动力学、凝胶行为和交联结构的影响.随BDB用量增加,增长自由基浓度降低,导致聚合速率不断下降.链自由基与休眠链的加成反应进入扩散控制后使得RAFT交联聚合出现自加速,随BDB用量增加自加...     

地铁水淹致灾机理分析及水力特性研究进展

由于我国城市规模不断扩大,排水防涝工程建设水平相对滞后,致使“城市看海”的现象时常发生,同时也间接引发了地铁水淹事故,严重影响了人民的出行便利与安全。阐述了我国地铁水淹事故致灾机理,结合我国地铁水灾事故的特点,提出了地铁水淹的防范措施;同时对地面积水入侵过程、地铁水淹过程、人体失稳判断标准等方面的水力特性研究进展进行了回顾和展望,以期在防范、应急两方面同时采取措施,减轻地铁水淹事故造成的危害。