聚合物納米共混物的制備表征及結(jié)晶行為的研究.pdf

1、聚合物共混已成為高分子材料領(lǐng)域制備新材料的重要途徑。材料的性能在很大程度上依賴于其所形成的相形態(tài)結(jié)構(gòu)。近年來通過原位增容、原位聚合的途徑己成功制備了聚合物納米共混物，這類材料顯示出優(yōu)異的韌性和特殊的結(jié)晶行為。因此，進(jìn)一步探索制備聚合物納米共混物的新途徑，無疑是聚合物共混領(lǐng)域中一個(gè)具有重要理論和實(shí)踐意義的課題。 本論文分別利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP)和乳液聚合方法制備了嵌段共聚物PVA-b-PS和無規(guī)共聚物PAA-co-P

2、S，并采用溶液澆鑄法制備了PVA-b-PS/PPO、PVA-b-PS/PEO和PAA-co-PS/PEO三個(gè)系列的聚合物共混物。對兩親性嵌段共聚物PVA-b-PS的自組裝行為以及其與PPO共混后經(jīng)微相分離制備納米共混物作了系統(tǒng)的研究。對PVA-b-PS及PAA-co-PS與PEO共混體系的氫鍵特殊作用作了仔細(xì)的表征，并通過調(diào)節(jié)分子鏈間氫鍵強(qiáng)度制備了PAA-co-PS/PEO的納米共混物；深入討論了特殊作用對共混物的熔融及結(jié)晶行為的影響。

3、論文取得的主要結(jié)果如下： 1．用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP)合成了聚(乙烯醇-b-苯乙烯)PVA-b-PS嵌段共聚物，通過FTIR、1HNMR以及GPC等測試方法對其組成、分子量和分子量分布進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示：采用采用ATRP法能制備得到結(jié)構(gòu)明確、分子量分布相對較窄的兩親性嵌段共聚物。這類共聚物在選擇性溶劑中具有自組裝行為；其所形成的膠束尺寸與共聚物的嵌段比及溶液的濃度有關(guān)2．通過溶液共混法制備了PVA-b-PS/PEO和

4、PAA-co-PS/PEO兩個(gè)系列的高分子共混物。并用FTIR對共混體系中，PVA、PAA與PEO之間氫鍵特殊作用強(qiáng)度作了表征，結(jié)果表明PEO與PAA-co-PS之間的特殊作用要強(qiáng)于與PS-b-PVA之間的作用。同時(shí)研究表明，聚合物共混溶液的特性粘度與共混物的表面能均隨體系中氫鍵特殊作用的增強(qiáng)而減??；其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg隨共混比的變化，即氫鍵特殊作用密度的改變，而與線性加和值存在顯著的負(fù)偏差。 3．通過微相分離及通過調(diào)節(jié)氫鍵特殊

5、作用兩種途徑分別制備PVA-b-PS/PPO及PAA-co-PS/PEO兩類聚合物納米共混物。AFM分析結(jié)果表明，經(jīng)微相分離制得的PVA-b-PS/PPO納米共混物，其分散相尺寸隨PVA-b-PS含量的減少而降低。而對PAA15-co-PS/PEO的SEM分析顯示，當(dāng)共混物中PAA15-co-PS含量達(dá)到30wt％和50wt％時(shí)，體系中的分散相尺寸均在納米尺寸范圍內(nèi)。 4．采用DSC法對PVA-b-PS/PEO和PAA-co-P

6、S/PEO兩個(gè)體系共混物的熔融與結(jié)晶行為以及非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，上述體系樣品的Tc和Tm以及相對結(jié)晶度Xt都隨無定型組分含量的增多而降低；非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究表明，結(jié)晶速率zc受氫鍵特殊作用的影響顯著，但對成核機(jī)理影響不明顯。根據(jù)Kissinger公式估算測得的PAA—co—PS/PEO及PVA—b—PS/PEO的結(jié)晶活化能分別為243.97J/mol和104.4J/mol，表明特殊作用越強(qiáng)，其結(jié)晶活化能越高。偏光顯微