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。     

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.     

SEBS-g-MAH增容PS/PC体系的结构与力学性能

研究了不同配比的聚苯乙烯/聚碳酸酯(PS/PC)共混体系的结构与力学性能及彼此之间的关系,讨论了增容剂氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)对共混物相容性及力学性能的影响。差示扫描量热分析表明,PS/PC表现出2个玻璃化转变温度(Tg),而PS/PC/SEBS-g-MAH则只有1个Tg。扫描电镜的分析结果表明,PS为连续相,PC为分散相,而且SEBS-g-MAH的加入使PS与PC的界面变得模糊。可见增容剂对共混体系具有明显的增容作用。共混物的冲击强度在PC用量大于30 phr时明显提高,拉伸强度和冲击强度在低PC含量时较纯PS有一定程度的下降,但随PC含量增加又逐渐提高;增容共混物的力学性能比未增容的有较大提高;当PC用量约40 phr时共混物具有最好的综合性能。     

可生物降解PLA／PCL,PELA／PECL共混体系的研究

本工作以DSC研究了聚d,l-乳酸/聚ε-己内酯(PLA/PCL)、聚d,l-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物/聚ε-己内酯-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA/PECL)共混体系的相容性,发现PLA/PCL体系是不相容的,随PLA含量的增大,PCL结晶度增大。而PELA/PECL共混体系中,由于PEG链段的“内增容作用”,使二组分有较好的相容性。随PELA含量的增加,PECL的熔点、结晶度降低。     

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。     

聚碳酸酯和2,2'-双(4-羟苯基)丙烷聚苯二甲酸酯的相容原理研究

通过熔融共混法和溶液共混法制备了双酚A型聚碳酸酯(PC)和2,2'-双(4-羟苯基)丙烷聚苯二甲酸酯(PAR)的共混物.采用溶解度参数比较、透明性测试、DSC、DMA、SEM及扭矩流变测试等多种方法,全面研究了PC与PAR的相容性.双螺杆挤出机制备的熔融共混物具有良好的透明性、单一玻璃化温度和均相SEM特征,但扭矩流变测试和对溶液共混物热处理后的DSC分析结果表明,PC和PAR是部分相客体系,在熔融温度下酯交换反应得以进行,生成的嵌段共聚物起到了相容剂的作用,使得共混物成为均相体系.     

液晶嵌段共聚物对PC/TLCP共混体系相容作用的研究

利用热致液晶高分子(TLCP)PET/60PHB与聚碳酸酯(PC)的多嵌段共聚物作为相容剂,研究了PC与该TLCP共混体系的力学性能、热性能、形貌及织构.研究表明,PC/TLCP二元共混物的相容性很差,TLCP在加工条件下不能形成分散于基体中的具有一定长径比的微纤,得到材料的力学性能较PC基体有所下降.相容剂的加入明显的改进了体系的相容性,表现在三元共混物的力学性能提高、微观TLCP粒子的直径变小,两相界面模糊.     

聚己内酯/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物熔融共混体系的力学性能、结晶及流变行为研究

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)共混体系,采用万能拉力机、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪分别研究了共混体系的力学性能、结晶和流变行为。结果表明,PCL/PBSA为不完全相容的体系,共混体系的相形态依赖于共混物的组分比,随着PBSA组分含量的增加,相形态发生变化,存在不相容的相界面,适量的添加PBSA能改善PCL的结晶、流变及力学行为。     

聚L-乳酸/聚ε-己内酯嵌段共聚物的形状记忆效应

采用两步法合成聚L-乳酸/聚ε-己内酯(PCLA)嵌段共聚物,并通过红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)方法加以表征.采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验对PCLA嵌段共聚物的微观结构和形状记忆效应进行了系统的研究.研究结果表明PCLA嵌段共聚物中聚L-乳酸(PLLA)和聚ε-已内酯(PCL)链段可以单独结晶,共聚物中存在PLLA和PCL两种结晶相.同时,PCLA嵌段共聚物具有优异的形状记忆效应,其中PLLA结晶相作为物理交联点,PCL链段及PLLA无定型相作为可逆相.在变形量为200%时,获得最大的形状恢复率超过90%,恢复力接近4MPa.     

聚碳酸酯和2，2＇-双（4-羟苯基）丙烷聚苯二甲酸酯的相容原理研究

通过熔融共混法和溶液共混法制备了双酚A型聚碳酸酯（PC）和2,2＇-双（4-羟苯基）丙烷聚苯二甲酸酯（PAR）的共混物。采用溶解度参数比较、透明性测试、DSC、DMA、SEM及扭矩流变测试等多种方法,全面研究了PC与PAR的相容性。双螺杆挤出机制备的熔融共混物具有良好的透明性、单一玻璃化温度乖均相SEM特征,但扭矩流变测试和对溶液共混物热处理后的DSC分析结果表明,PC和PAR是部分相容体系,在熔融温度下酯交换反应得以进行,生成的嵌段共聚物起到了相容剂的作用,使得共混物成为均相体系。     

聚丙烯酸对含聚氧化乙烯链段嵌段共聚物微相分离形貌的调控作用

采用原子转移自由基聚合(ATRP)制备了两嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚苯乙烯(PEO-b-PS)和三嵌段共聚物聚氧化乙烯-b-聚苯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯(PEO-b-PS-b-PBA),再将聚丙烯酸(PAA)分别与PEO-b-PS和PEO-b-PS-b-PBA进行溶液共混和旋涂成膜,通过原子力显微镜研究了PAA对2种嵌段共聚物薄膜微相分离形貌的调控作用。结果表明,PEO-b-PS/PAA共混薄膜呈现PEO/PAA为分散相以柱状形态垂直分布在PS连续相中的微相分离形貌,柱状微区尺寸随着PAA含量及相对分子质量的增加而不断增大。当PAA质量分数达到30%后,PEO/PAA分散相向层状形态转变。PEO-b-PS-b-PBA与PAA共混后,PEO/PAA相区从原先平行于薄膜表面排列的层状形态向随机取向的柱状形态转变,PS微相区在薄膜表面形成细小的锥状突起,随着PAA质量分数增加,PEO/PAA柱状微区向薄膜表面垂直排列取向得到增强,PS微相区的突起程度降低。     

甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物对刚性有机粒子增强聚碳酸酯共混物的增容作用EI北大核心CSCD

基于刚性有机粒子苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)高强高模的特性,通过熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)/SAN/甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)的共混物,研究了MBS对共混物相形态和力学性能的影响。结果表明,MBS趋向于分布在PC与SAN的相界面处,增强了SAN粒子与PC基体之间的互相作用,使得SAN作为刚性有机粒子能更好地发挥增强增韧的效应。添加质量分数8%的MBS能使PC/SAN(75/25)共混物的拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率和冲击强度分别提升4%,11%,62%和216%。而当MBS过量时(>16%),界面处的MBS胶束趋向于饱和,过量的MBS粒子出现在SAN相内部,使得PC/SAN(75/25)/MBS16中的SAN相尺寸有所增大,而具有较大SAN粒子尺寸的共混物表现出相对较低的断裂伸长率。     

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。     

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。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

PE接枝共聚物增韧聚碳酸酯/PE共混体系的研究

本文采用聚乙烯的马来酸酐接枝共聚物(PE-g-MAH)作为第三组份,与PC/PE共混物形成三元共混体系,进行PC共混改性研究。随着PE-g-MAH量的增加,PC/PE共混物的缺口冲击强度有明显的提高,而机械强度和工作温度影响不大。用扫描电镜对掺入不同量的PE-g-MAH的PC/PE共混物进行了形态研究,观察到在PC/PE共混物中,PE分散在PC的连续相中成为两相结构,但分散得很不均匀,随着PE-g-MAH含量增加,分散渐趋均匀,在用CHCl_8蚀刻,PC/PE共混物的扫描电镜各呈许多小球(PE)分散在PC连续相中,小球边界十分清晰。加了20％PE-g-MAH后,边界清晰的小球消失,PE-g-MAH起了相容剂的作用,并用动态力学性能测试作了证实。     

HIPS-g-MA共聚物对HIPS/PC共混物相容性、形态和拉伸性能的影响

研究了HIPS／PC共混物的相容性及HIPS－MA对HIPS（30）／PC（70）共混物的相容性、形态和拉伸性能的影响。DSC研究结果表明，HIPS／PC共混物中PS的玻璃化转变温度（Tg)不随组成而变化，而PC的Tg随其质量分数的降低逐渐向低温移动，说明HIPS／PC是部分相容体系。通过DSC、扫描电镜形态观察和拉伸性能测试结果发现，当HIPS－g-MA的含量低于7．5％时，共混物的相容性改善不明显，当其含量达到7．5％时，对共混物有明显的乳化作用，说明饱和的界面浓度在7．5％左右。HIPS－g-MA接枝共聚物在HIPS（30）／PC（70）共混物中的增容作用可能是酯交换反应原位生成的嵌段共聚物所致。     

聚ε-己内酯对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系性能的影响EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同聚ε-己内酯含量的聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/聚ε-己内酯(PLA/PBS/PCL)共混物,采用X射线衍射仪、热重分析仪、流变仪和万能试验机等对PLA/PBS/PCL共混体系的结晶性能、热稳定性、流变行为和力学性能进行了研究。结果表明,PCL的加入未改变共混物的结晶结构;加入PCL后,共混物的起始分解温度(Ti)和分解终止温度(Tf)显著提高,当PCL用量为3 phr时,共混物的Ti和Tf分别提高了27.14℃和23.31℃;当PCL用量不超过2 phr时,PCL对共混体系主要起增容作用,PLA与PBS之间的相容性得到改善;随着PCL用量的增加,共混物的拉伸强度呈先增加后减小的趋势,PCL用量为2 phr时,达到最大值69.3 MPa,冲击强度呈增加的趋势,PCL用量为3 phr时,达到最大值5.59 k J/m2,较PLA/PBS共混物分别增加了35.4%和76.9%。     

苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物对聚苯乙烯/聚乳酸共混物力学性能和流变性能的影响

采用无皂乳液聚合法合成了苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(PSMA)(n(St)∶n(MA)=75∶25),将PSMA与聚苯乙烯(PS)和聚乳酸(PLA)熔融共混制备了PSMA含量不同的PS/PLA共混物(m(PS)∶m(PLA)=1∶4),利用扫描电子显微镜、电子拉力机和转矩流变仪对共混物的相结构、力学性能以及流变行为进行了表征。结果表明,加入少量PSMA即能有效提高PLA与PS的相容性,减小PS/PLA共混物中分散相的相尺寸,提高PLA与PS两相间粘接作用;加入质量分数为0.5%的PSMA时,PS/PLA共混物的力学性能达到最佳;未加PSMA时,PS/PLA共混物在高剪切速率下剪切变稀显著,甚至低于纯PS,加入PSMA后,在高剪切速率下的剪切变稀程度与纯PLA相当。     

立构复合结构增韧左旋聚乳酸的结构与性能

以左旋聚乳酸(PLLA)为基体聚合物材料、右旋聚乳酸-聚乙二醇-右旋聚乳酸(PDLA-PEG-PDLA)三嵌段共聚物作为增韧改性剂,通过熔融共混方法制备了PLLA/PDLA-PEG-PDLA共混物。通过红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)和拉伸行为测试对PLLA和PLLA/PDLA-PEG-PDLA共混物的结构、晶型和力学性能进行了研究。结果表明,PDLA-PEG-PDLA三嵌段共聚物的加入,共混体系生成了PLA立构复合结构。与纯PLLA相比,PLLA共混物的玻璃化转变温度显著下降,热稳定性能明显改善,而且PLLA基体的韧性得到了较大程度的提高。