高强超韧高密度聚乙烯/聚丙烯共混物性能与微相分离结构的研究

在常规注射过程中 ,难以获得超高性能的共混体系注射制件 ,已有的研究表明 ,采用高剪切注射 ,可以抬高共混体系的最低临界相容温度曲线 (LCST)的位置 ,增加相容性 .当熔体进入模具后 ,冷却的同时相容性下降 ,开始相分离 ,相分离程度发展到某一程度即可获得高性能的制件 .对于高密度聚乙烯 (HDPE)、聚丙烯 (PP)两组分均为结晶型聚合物的共混体系 ,由于其相形态与结晶形态相互制约、竞争 ,微相分离程度难以控制 ,因此对其液 液相形态与结晶过程的控制是获得共混物最终形态与性能的关键 .采用振动保压注射成型技术不仅对HDPE、PP各自力学性能有明显的自增强作用 ,而且对HDPE/PP共混体系的力学性能也有十分明显的改善 .DSC、WAXD、SEM结果表明共混体系拉伸强度的提高主要取决于试样中串晶数量和大分子链的定向程度 ,而冲击强度则主要取决于两组分微观的相分离程度 .研究结果表明 ,HDPE/PP含量为 92 / 8的试样拉伸强度为 97 1MPa,80 / 2 0试样的缺口冲击强度为 4 5 5kJ/m2 ,较静态试样分别提高 4 3倍和 9 5倍 .采用振动填充注射技术针对某一组分可以获得高强度、高韧性的共混制件 .     

聚丙烯及其共混物/共聚物体系动态流变行为研究进展

聚丙烯共混物、共聚物具有复杂的凝聚态结构,其结构形态、相容性和相分离的研究一直是该领域的中心课题。与常规研究方法(DSC、DMA等)相比,动态流变学方法在研究聚合物结构与形态方面具有独特的优势,对聚合物形态结构的变化十分敏感。本文根据动态流变学基本理论,重点介绍和评述了动态流变学方法在研究聚丙烯及其共混物/共聚物体系形态结构、相容性以及相分离方面的最新进展。动态流变学方法被证明是研究聚丙烯基多相/多组分体系形态结构、相容性和相分离的有效手段。     

聚合物共混物的相容性及相分离

综述了聚合物共混物相容性和相分离的研究现状。介绍了聚合物共混物的相容性理论,影响相容性的因素及改善和相容性的方法和表征相容性的手段。聚合物共混物的相分离机理制约着材料的性能,旋节分离和成核－增长相分离分别形成不同的形态结构。旋节分离和成核－增长相分离所对应的动力学过程是不同的,散射光强与相分离时间分别满足指数和幂指数关系。     

苯乙烯－丁二烯－苯乙烯／聚（苯乙烯－甲基丙烯酸盐）热塑性互穿聚合物网络的形态和玻璃化转变

使用化学共混法和机械共混法制备了三嵌段苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＳＢＳ）／聚（苯乙烯－甲基丙烯酸盐）热塑性互穿聚合物网络（ＩＰＮ）．用透射电镜和动态力学方法研究了它们的形态和玻璃化转变行为．实验结果显示出，由母体形成ＩＰＮ提高了体系的相容性，且化学共混方法明显好于机械共混法．ＩＰＮ样品均呈微观相分离形态，具有两个分属于聚丁二烯相和聚（苯乙烯－甲基丙烯酸盐）相的玻璃化转变温度．通过Ｂｕｄｉａｎｓｋｙ方程和Ｋｅｒｎｅｒ方程对动态模量数据的分析表明，ＩＰＮ样品具有两相连续性，且随ＳＢＳ（聚合物Ⅰ）组分含量的增加，聚（苯乙烯－甲基丙烯酸）（聚合物Ⅱ）的连续程度降低     

聚甲基丙烯酸甲酯－聚四氢呋喃两嵌段共聚物／聚四氢呋喃共混体系的相容性和结晶行为

报道了对嵌段共聚物结晶型共混体系结晶行为的研究．通过对聚甲基丙烯酸甲酯－聚四氢呋喃两嵌段共聚物／聚四氢呋喃共混体系的研究，我们发现１．微相分离结构的存在，可使相容的这类体系形成多种特殊的结晶形态；２．共混体系的相容性可以方便地由其结晶行为来判断；３．共混体系中共聚物的结晶能力显著提高．这些特点都明显不同于一般的聚合物共混体系．     

溶剂对SEBS/PMMA共混物薄膜形态的影响

采用原子力显微镜研究了聚（苯乙烯嵌-乙烯／丁烯嵌-苯乙烯）（SEBS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物不同溶剂旋转涂膜的表面形态和相分离行为。结果表明,用共混物的氯仿溶液旋转涂膜,可见明显的共混物的宏观相分离和SEBS的微观相分离形态。改变选择性溶剂可使旋涂膜具有不同的均匀度和形态结构,其相区的尺寸和形状相差甚大,有海岛型、网状、双连续状结构。AFM显示用环己烷／丁酮混合溶剂旋转涂膜,共混物的相分离最为彻底;用选择性溶剂氯仿时次之,但有明显的相分离;对SEBS和PMMA均无选择性的单一溶剂或混合溶剂则无明显相分离。     

基板界面对ＰＳ／ＰＭＭＡ共涨物薄膜相逆转组成比的影响

近年来高分子共混体系中的界面,表面效应逐渐引起了越来越多研究者的兴越,人们发现,当共混物薄膜厚度减至一定程度时,聚合物共混物薄膜中的相形态,相容性和相分离动力学与本体中有较大的不同^[1~3].基板界面作用对共混薄膜体的热力学,动力学行为产生很大的影响,我们以往的研究^[4,5]也发现,ＰＰ／ＥＶＡc(70/3０）共混体系退火过程中,基板界面（如玻璃）作用可大大加速分散相（ＥＶＡc)粒子的粗化凝聚过程,本研究用聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯共混物押氢呋喃深液在不同在板介质（如玻璃基板,ＰＰ基板）上成膜,用相产左显微镜观测了膜的相形态变化并确定共混和的的相逆转区域,用界面张力和共混物薄膜上下表面的ＡＴＲ－ＦＴＩＲ实验结果探讨了成膜过程中的基板界面效应对相逆转区域的影响。     

EVA增容PP/HDPE共混体系的形态结构与性能

采用乙烯－醋酸乙烯酯共聚物（ＥＶＡ）作为聚丙烯（ＰＰ）／高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）共混体系的增容剂,通过冲击实验、拉伸实验、示差量热扫描仪（ＤＳＣ）和扫描电镜（ＳＥＭ）,系统地研究了共混体系的性能与其形态结构之间的。结果表明,ＥＶＡ是ＰＰ／ＨＤＰＥ共混物较好物增容剂,ＥＶＡ可以使ＰＰ、ＨＤＰＥ的晶相结构受到一定程度的破坏,增加ＰＰ和ＨＤＰＥ的相容性,同时共混物的冲击韧性明显提高。     

聚氯乙烯—聚氧乙烯共混物的反相色谱研究

用反相色谱研究了聚氯乙烯与聚氧乙烯的相容性，发现其共混物的经保留体积Ｖｇ２３具有重量加和性，表明共混物可能发生了相分离，导出了相分离体系聚合物相互作用参数Ｘ２３的近似关系式：ｘ２３＝（ｘ１２－ｘ１３）＾２／２，由此式可以解释ｘ２３对探针种类的依赖性，聚氯乙烯和聚氧乙烯共混体系的反相色谱实验结果基本符合这一关系式。     

ABS／PVC共混体系的相容性,力学性能和形态

通过掺和各种橡胶聚合物如ABS、MBS和天然橡胶等，使聚氯乙烯（PVC）的低抗冲击强度和难加工性得到改进「‘，’‘．ABS和PVC的共混物具有优异的抗冲击强度、刚性、韧性和耐化学性等．这与两聚合物的组份比、相容性及形态结构密切相关“，“．将丙烯睛（SAN）共聚单体引人聚苯乙烯（陀）和丁二烯（孤）后，使＊踞／＊＊C具有好的相容性D’．本文对＊踞”＊C共混体系的不同共混组份，同一共混条件下的相容性，力学性能和形态结构进行了研究．ABS（通用型301树脂，兰州化学工业公司）；PVC－SG－3型（吉林化学工业公司），稳定剂…     

振荡剪切流场下PS/PVME/SiO2复合物的相行为

利用光学显微镜-剪切台联用系统研究了振荡剪切流场下聚苯乙烯（PS）/聚甲基乙烯基醚（PVME）/二氧化硅（SiO₂）纳米粒子复合物的热力学稳定性. 结果表明,小振幅振荡剪切可导致PS/PVME共混物出现类似在稳态流场下的剪切诱导相容及剪切诱导相分离现象. 共混体系存在临界振荡频率ω_c,当振荡频率低于ω_c时,发生剪切诱导相分离（SID）行为,反之发生剪切诱导相容（SIM）行为. SiO₂纳米粒子的加入使复合体系的相容性提高. 存在一个临界SiO₂纳米粒子含量φ_c,当SiO₂纳米粒子含量高于φ_c时,复合体系中不存在临界振荡频率ω_c,低振荡频率下的剪切诱导相分离得到抑制. 此外,复合体系的上述行为与升温速率和共混物组成密切相关.     

固相法氯化聚乙烯增韧聚氯乙烯的研究Ⅱ．CPE的氯含量及共混方式与PVC／CPE相容性的关系

研究了聚氯乙烯（ＰＶＣ）与固相法氯化聚乙烯（ＣＰＥ）的相容性与氯含量、共混方式以及ＣＰＥ链结构的关系。动态力学性能表明ＰＶＣ／ＣＰＥ为部分相容体系，ＣＰＥ中类似ＰＶＣ的链段与ＰＶＣ形成相间过渡层，共混方式影响共混体系的相容程度。透射电镜结果表明ＣＰＥ呈连续网络结构分布于ＰＶＣ粒子表面。共混条件一定时，共混物的抗张强度随相容性的改善而增加。     

酯－酰胺交换反应对聚对苯二甲酸乙二酯／聚酰胺66共混体形态结构和流变性能的影响

采用不同的共混方式－溶液法、熔融法Ⅰ（简单机械共混）和熔融法Ⅱ（存在酯－酰胺交换反应）将聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）与聚酰胺６６（ＰＡ６６）共混，研究了共混体的形态结构和流变性能，探讨了对甲苯磺酸（ＴｓＯＨ）催化下的酯－酰胺交换反应和ＰＥＴ／ＰＡ６６共混体系的相容性．     

基板界面对PS/PMMA共混物薄膜相逆转组成比的影响

近年来高分子共混体系中的界面、表面效应逐渐引起了越来越多研究者的兴趣 .人们发现 ,当共混物薄膜厚度减至一定程度时 ,聚合物共混物薄膜中的相形态、相容性及相分离动力学与本体中有较大的不同[1～ 3] .基板界面作用对共混薄膜体系的热力学、动力学行为产生很大的影响 .我们以往的研究 [4 ,5]也发现 ,PP/EVAc(70 /30 )共混体系退火过程中 ,基板界面 (如玻璃 )作用可大大加速分散相(EVAc)粒子的粗化凝聚过程 .本研究用聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯共混物的四氢呋喃溶液在不同基板介质 (如玻璃基板 ,PP基板 )上成膜 ,用相差显微镜观测了…     

PMMA/α-MSAN共混体系长时弛豫区域的时温叠加失效与相分离的关系

通过考察聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）／聚（α－甲基苯乙烯丙烯腈）（α－MSAN）共混体系动态粘弹函数的时温叠加,发现在终端区域时温叠加失效与其相分离有关。相分离使得终端区域的动态储能模量G″（或动态损耗模量G″）与频率的关系[IgG″（IgG″）～Igω]明显偏离经典粘弹模型。随组成的改变,时温叠加的失效呈现温度依赖性,其“失效温度”（Td)可很好地表征LCST类共混物的相分离,而且在用其表征相分离时,IgG″-Igω法比IgG″-IgG″法更优越。     

基于苝二酰亚胺类非富勒烯受体共混体系凝聚态结构调控

非富勒烯太阳能电池具有给受体能级可调、吸收范围宽及可溶液加工等优势,已经成为太阳能电池领域发展趋势。在高性能材料开发及器件结构优化的推动下,能量转换效率已经突破11%。其中,苝二酰亚胺(PDI)类分子价格低廉且具有良好的稳定性及较高的电子迁移率,已经发展成为重要的非富勒烯受体材料。然而,PDI类材料刚性稠环结构使得分子间具有强烈的π-π相互作用(受体-受体分子间及给体-受体分子间),导致共混体系相分离尺寸可控性差,给受体分子间共混程度难于调控,从而发生严重的成对以及非成对电荷复合。本文从分子间作用力入手(溶剂-溶质、给体-受体分子间作用力)详述了非富勒烯共混体系相分离结构、相区尺寸及共混相含量调节的相关原理及方法。研究表明基于PDI共混体系,固-液相分离及分子扩散能力是决定相分离结构的本质因素,通过调控给受体比例及热退火温度实现了孤岛及互穿网络结构的构筑。同时,通过平衡受体分子间π-π作用及给受体间电荷转移,实现了低相容性及高相容性共混体系相区尺寸的可控调节。在此基础上,利用添加剂手段通过调节溶剂与溶质分子间的溶度参数差值,实现了薄膜内共混相的可控调节,并针对具有不同相容性共混体系给出了添加剂的选择原则。     

环氧树脂／酚酞聚醚醚砜共混物的相行为

酚酞聚醚醚砜(PES-c)同未交联的双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)环氧树脂的共混物呈单一的玻璃化转变温度,其相容性主要归因于混合熵的贡献。PES-C同交联的环氧树脂之间的相容性与所用的固化剂有关。以胺类作DGEBA的固化剂时,共混物不发生相分离;以酸酐作固化剂时,共混物发生相分离。     

聚二甲基硅氧烷／聚氨酯共混体系的增容作用（I）

采用二甲基硅氧烷－ｂ－乙二醇嵌段共聚物（ＤＭＳ－ｂ－ＯＥ）对聚二甲基硅氧烷／聚氨酯（ＰＤＭＳ／ＰＵ）共混体系的增容，重点研究了增容共混体系的微观形态结构和软科学性能之间的关系。扫描电子显微镜、动态力学分析和力学性能测试结果表明：ＤＭＳ－ｂ－ＯＥ对ＰＤＭＳ／ＰＵ具有优良的增容作用，改善了ＰＤＭＳ／ＰＵ共混体系的相容性，提高了该共混物的力学性能。其抗张强度由３．４ＭＰａ提高到７．６ＭＰａ。     

聚氯乙烯-聚氧乙烯共混物的反相色谱研究

用反相色谱研究了聚氯乙烯与聚氧乙烯的相容性,发现其共混物的比保留体积V_g23具有重量加和性,表明共混物可能发生了相分离。导出了相分离体系聚合物相互作用参数X₂₃的近似关系式:X₂₃=(X₁₂-X₁₃)²/2,由此式可以解释X₂₃对探针种类的依赖性。聚氯乙烯和聚氧乙烯共混体系的反相色谱实验结果基本符合这一关系式。     

聚氯乙烯—丁腈橡胶—氯丁橡胶三元共混物的研究

测定了聚氯乙烯（ＰＶＣ）－丁脯橡胶（ＮＢＲ－２９）－氯丁橡胶（ＣＲ）三元共混物的冲击性能和应力－应变行为，用动态力分析、扫描电和透射电镜研究了共混物的相容性和形态结构。结果表明，ＮＢＲ－２９对ＰＶＣ，ＣＲ有良好的增容作用，三元共混物是部分相容的二相体系，具有良好的抗冲击性能。