不同共混方式下非对称嵌段共聚物PS-b-PMMA对PCHMA/PMMA体系增容效果的研究:界面与胶束的竞争

采用熔融共混方式,利用非对称两嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)对聚甲基丙烯酸环己酯(PCHMA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混体系进行增容。重点研究了嵌段比、共混方式以及分散相PMMA分子量对共混体系中非对称嵌段共聚物分布的影响,即嵌段共聚物稳定相界面与所形成胶束数量、位置之间的竞争关系。结果表明,在低分子量PMMA情况下共混方式对非对称嵌段共聚物的分布影响显著,改变共混方式可以有效减少分散相中的胶束数量,使嵌段共聚物主要分布在二元不相容增容体系两相界面。另一方面,增大PMMA分子量会改变非对称嵌段共聚物在两相界面的界面曲率,导致其在分散相中的溶解性增大,在界面上的稳定性减小,从而迁移至分散相内部并最终形成胶束。     

非对称嵌段共聚物PI-b-PB对IR/BR并用胶相形态与性能的影响

主要研究非对称嵌段共聚物PI-b-PB(液体橡胶LIR-390)对异戊橡胶/顺丁橡胶(IR/BR)共混体系相形态、加工性能和力学性能的影响.采用原子力显微镜(AFM)表征IR/BR并用胶的相形态,结果显示,LIR-390能够细化分散相(BR)的尺寸,且使分散相分布更加均匀;但加入过量LIR-390(7份)则会减弱其增容作用,使BR的相尺寸增大.通过哈克旋转流变仪测试IR/BR未硫化胶的流变特征,发现LIR-390能够降低未硫化胶的储能模量(G7),得出在橡胶共混过程中加入LIR-390可以减少加工能耗.利用裂纹生长测试平台分析并用胶的抗疲劳裂纹生长性能,结果表明,LIR-390的增容作用有助于减小分散相的尺寸,从而降低裂纹生长速率;而加入过量LIR-390则会致使开裂加快.     

共混顺序对非对称两嵌段共聚物增容体系微观形貌的影响和机理探究

研究了熔融共混过程中共混顺序对非对称的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA,分别命名为SM1和SM2)增容聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)共混体系微观形貌的影响.扫描电镜(SEM)结果发现:合适的共混顺序可以导致分散相相尺寸的明显降低.为研究其增客机理,还选择了聚甲基丙烯酸环己酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PCHMA/PMMA)共混体系,并以SM1为增容剂.透射电镜(TEM)结果发现:当SM1首先与连续相PCHMA混合再与PMMA混合,几乎全部的嵌段共聚物分散在共混界面上,增容效率极大提高;反之,SM1首先与分散相PMMA混合再与PCHMA共混,胶束形成并存在于PMMA相内,未起到增容作用.     

非对称嵌段共聚物PI-b-PB对IR/BR并用胶相形态与性能的影响

主要研究非对称嵌段共聚物PI-b-PB(液体橡胶LIR-390)对异戊橡胶/顺丁橡胶(IR/BR)共混体系相形态、加工性能和力学性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)表征IR/BR并用胶的相形态,结果显示,LIR-390能够细化分散相(BR)的尺寸,且使分散相分布更加均匀;但加入过量LIR-390(7份)则会减弱其增容作用,使BR的相尺寸增大。通过哈克旋转流变仪测试IR/BR未硫化胶的流变特征,发现LIR-390能够降低未硫化胶的储能模量(G′),得出在橡胶共混过程中加入LIR-390可以减少加工能耗。利用裂纹生长测试平台分析并用胶的抗疲劳裂纹生长性能,结果表明,LIR-390的增容作用有助于减小分散相的尺寸,从而降低裂纹生长速率;而加入过量LIR-390则会致使开裂加快。     

嵌段共聚物PS-b-PMMA在PCHMA/PMMA共混体系中增容效果的研究:嵌段比、分子量及粘度的影响

采用熔融共混方式,利用两嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)来增容聚甲基丙烯酸环己酯(PCHMA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混体系,主要研究PS-b-PMMA嵌段比、均聚物的分子量以及体系粘度对增容效果的影响。研究发现,非对称结构的嵌段共聚物较对称结构的嵌段共聚物更容易在体相形成胶束,胶束的形成减少了嵌段共聚物在界面的利用率。均聚物分子量增大,嵌段共聚物的胶束均增加。分散相分子量增大,造成了界面的嵌段共聚物稳定性减弱,容易扩散至分散相内部,形成胶束。连续相分子量增大致使链段溶胀力减小,嵌段共聚物胶束外围的乳化效果降低,而且连续相粘度增大,使得嵌段共聚物胶束滞留在连续相,难以迁移至界面。共混体系的混合剪切增加,粘度变小,嵌段共聚物的扩散速率加快。通过调控均聚物分子量和体系粘度,能有效地减少体相胶束的形成,增大嵌段共聚物在界面的利用率。通过Leibler干湿刷理论、焓驱溶胀聚合物刷以及Stokes-Einstein扩散理论可以解释相关的结论。