用超临界CO_2制备环烯烃共聚物共混物微孔材料

微孔聚合物是80年代初发明的一种新型多孔材料，其特征为泡孔直径1～10μm，泡孔密度10^9～10^1^2cells/cm^3，相对密度0．05～0．95．具有缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优异性能．同时，制备微孔聚合物使用无公害、易回收的CO2     

超临界CO_2技术制备微孔聚合物中的基本问题

微发泡聚合物材料以环境友好的超临界CO2为发泡剂,具有优异的材料性能.本文对本课题组的研究工作做了归纳总结,对聚合物微发泡中CO2的传质、微发泡过程中泡孔结构参数的变化以及多相/多组分聚合物体系的微发泡行为等内容做了针对性的综述.结合对聚合物微发泡过程理论模拟研究工作的评述,展望了超临界CO2微发泡技术未来的发展方向.     

聚合物及其碳纳米粒子复合体系微孔发泡与电磁屏蔽研究进展

结合作者课题组的工作,对近年来基于超临界CO_2的聚合物微孔发泡以及聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡与电磁屏蔽进行了综述。首先对单一聚合物、多元聚合物和热固性聚合物的微孔发泡、泡孔结构和泡沫性能进行归纳总结,指出通过共混、共聚、结晶、交联网络与发泡工艺的调控可以获得泡孔尺寸更小、泡孔密度更高的聚合物微孔泡沫。随后,对热塑性聚合物/碳纳米粒子复合体系、热固性聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡进行了综述,着重介绍了碳纳米粒子与泡孔结构之间的相互作用,指出借助于微孔发泡过程可以诱导碳纳米粒子在泡壁中富集、聚并、相互连接形成导电通道,从而制备出具有优异导电性和电磁屏蔽效应的轻质聚合物微孔材料。最后,对聚合物微孔材料以及聚合物微孔复合材料的未来发展提出了一些自己的看法。     

超临界流体制备微发泡聚合物材料的研究进展

以超临界流体为物理发泡剂制备的微发泡聚合物材料具有小的泡孔尺寸和高的泡孔密度,从而赋予材料优异的性能.本文首先阐述了微发泡聚合物材料的制备原理,以及聚合物微发泡过程中泡孔形成的四个阶段;基于这些认识,针对微发泡聚合物材料泡孔形态的改善,即增加泡孔密度、减小泡孔尺寸以及均化泡孔尺寸分布,从加强泡孔成核、控制泡孔增长的角度综述了近年来的研究进展;最后对如何有效控制泡孔形态提出了建议,并对微发泡聚合物材料的应用前景进行了展望.     

新型PES微孔材料的制备及性能研究

合成了新型双烯丙基聚醚砜(PES), 采用超临界CO2作为物理发泡试剂制备微孔材料, 研究了不同发泡温度、饱和压力、发泡时间和放气时间等因素对微孔形貌的影响. 结果表明, 发泡温度在110~170 ℃之间, 随着温度的升高, 泡孔直径增加, 泡孔密度在140 ℃达到一个最大值; 随着饱和压力的升高, 泡孔直径减小, 泡孔密度增大; 发泡时间和放气时间对微孔直径和密度影响不大; 研究了在不同辐照剂量下微孔材料的交联性能, 结果表明, 在600 kGy辐照剂量以下, 交联效果不明显, 在800 kGy以上, 随着辐照剂量的增大, 凝胶含量增加, 辐照后的样品在265 ℃热处理10 min, 仍能保持完好的微孔结构.     

超临界CO_2发泡法制备PLGA多孔组织工程支架

利用超临界CO2(SC-CO2)发泡法制备了一系列聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)多孔支架材料,研究了PLGA分子量和组成、发泡过程温度、压力以及泄压速率等对泡孔尺寸及形态的影响.结果表明,随着PLGA组成中乳酸含量的增加,泡孔平均孔径增大且连通性增强;提高过程压力易形成孔径小且泡孔密度大的微孔结构材料;降低泄压速率,泡孔易合并形成大孔.聚合物处于高弹态时,较低的发泡温度易导致特殊的多面体结构大孔的形成;而当温度较高时,泡孔塌缩形成球形微孔结构,且泡孔尺寸随着温度升高而增大.SC-CO2发泡法能有效地去除有机溶剂,避免在高温条件下操作,可以实现5～500μm范围内孔径可控的PLGA多孔支架材料的制备.     

超临界二氧化碳制备聚合物微孔膜的研究进展

超临界二氧化碳做非溶剂制备聚合物微孔膜是一个新的研究热点,具有传质系数高、聚合物膜干燥速度快且不破坏结构、溶剂容易回收、CO2可循环使用、CO2的低毒性与环境友好性等特点.本文介绍采用超临界CO2制备聚合物微孔膜的热力学及动力学原理,重点介绍近年来采用此技术制备微孔膜的研究成果,如以聚苯乙烯（PS）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）等为基体的微孔聚合物膜.     

微孔发泡聚合物基导电复合材料的研究进展

概述了用超临界流体作为物理发泡剂对聚合物基导电复合材料进行微孔发泡的基本原理,总结了聚合物基导电复合材料及其微发泡复合材料的几种导电机理,简要介绍了近年来微孔发泡聚合物基导电复合材料电学性能的研究现状。并从微发泡聚合物基导电复合材料的基体特性、所使用的导电填料类型、导电填料的含量、填料在基体中的分散方法及微发泡复合材料的泡孔形态等几个方面,分析了影响微孔发泡聚合物基导电复合材料电学性能的主要因素,并展望了新型微孔发泡聚合物基导电复合材料的研究和发展趋势。     

原位插层聚合制备聚丁二烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究

聚合物 /粘土纳米复合材料由于具有常规复合材料所没有的结构、形态及更优异的力学、热学、阻燃、阻隔等性能 ,自 1 987由日本丰田公司首次报道了制备尼龙 6 粘土纳米复合材料以来 ,立刻引起人们的普遍关注[1～ 17] .目前报道的聚合物 /粘土纳米复合材料主要集中在以树脂为基体 ,例如 ,聚酰胺[1～ 4] 、聚苯乙烯[5～ 8] 、聚甲基丙烯酸甲酯[9,10 ] 、聚丙烯[11,12 ] 等 .制备以橡胶为基体的橡胶/粘土纳米复合材料研究较少 ,采用的方法多为通过橡胶大分子插层 ,如熔融插层法[1 3] 、溶液插层法[14 ] 、乳液法[15,16] 等 ,这些方法均存在插层…     

超临界CO2技术制备微孔聚合物中的基本问题

微发泡聚合物材料以环境友好的超临界CO₂为发泡剂, 具有优异的材料性能. 本文对本课题组的研究工作做了归纳总结, 对聚合物微发泡中CO₂的传质、微发泡过程中泡孔结构参数的变化以及多相/多组分聚合物体系的微发泡行为等内容做了针对性的综述. 结合对聚合物微发泡过程理论模拟研究工作的评述, 展望了超临界CO₂微发泡技术未来的发展方向.     

Preparation and characterization of microcellular polystyrene/polystyrene ionomer blends with supercritical carbon dioxide

The preparation of microcellular polystyrene (PS), lightly sulfonated polystyrene (SPS), zinc‐neutralized lightly sulfonated polystyrene (ZnSPS), and blends of PS/SPS and PS/ZnSPS via supercritical CO₂ was carried out with the pressure‐quench process. Both higher foaming temperature and lower pressure result in larger cell sizes, lower cell densities, and lower relative density for microcellular ionomers and blends as for microcellular PS. The difference among various microcellular samples is the change of cell size with the sample composition. The cell size decreases in the sequence from SPS, through PS/SPS blends, PS and PS/ZnSPS blends, to ZnSPS. The diffusivity of CO₂ in samples also decreases in the sequence from SPS, through PS/SPS blends, PS and PS/ZnSPS blends, to ZnSPS. For this series of samples with similar structure and identical solubility of CO₂, the varying diffusivity is responsible for the difference of cell sizes. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 41: 368–377, 2003     

Preparation of microcellular polypropylene/polystyrene blend foams with tunable cell structure

By using supercritical carbon dioxide (sc‐CO₂) as the physical foaming agent, microcellular foaming was carried out in a batch process from a wide range of immiscible polypropylene/polystyrene (PP/PS) blends with 10–70 wt% PS. The blends were prepared via melt processing in a twin‐screw extruder. The cell structure, cell size, and cell density of foamed PP/PS blends were investigated and explained by combining the blend phase morphology and morphological parameters with the foaming principle. It was demonstrated that all PP/PS blends exhibit much dramatically improved foamability than the PP, and significantly decreased cell size and obviously increased cell density than the PS. Moreover, the cell structure can be tunable via changing the blend composition. Foamed PP/PS blends with up to 30 wt% PS exhibit a closed‐cell structure. Among them, foamed PP/PS 90:10 and 80:20 blends have very small mean cell diameter (0.4 and 0.7 µm) and high cell density (8.3 × 10¹¹ and 6.4 × 10¹¹ cells/cm³). Both of blends exhibit nonuniform cell structure, in which most of small cells spread as “a string of beads.” Foamed PP/PS 70:30 blend shows the most uniform cell structure. Increase in the PS content to 50 wt% and especially 70 wt% transforms it to an irregular open‐cell structure. The cell structure of foamed PP/PS blends is strongly related to the blend phase morphology and the solubility of CO₂ in PP more than that in PS, which makes the PP serve as a CO₂ reservoir. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

PSt-b-PEO增容PA6/PS共混体系的研究

采用动态力学方法（ＤＭＡ），形态学方法（ＳＥＭ），研究了ＰＳｔ ｂ ＰＥＯ存在下尼龙６（ＰＡ６）／聚苯乙烯（ＰＳ）共混体系的相容性．研究表明，ＰＡ６和ＰＳ的简单共混体系，分散相相畴尺寸大，相界面清晰，断裂面光滑，呈脆性断裂，相容性极差，属不相容体系．而加入少量ＰＳｔ ｂ ＰＥＯ后分散相尺寸变小，界面层变厚，界面粘结力增强，表现出韧性特征．     

Miscible blends of zinc-neutralized sulfonated polystyrene and poly(2,6-dimethyl 1,4-phenylene oxide)

Zinc-neutralized sulfonated polystyrene ionomers (ZnSPS) and poly(2,6-dimethyl 1,4-phenylene oxide) homopolymer (PXE) form miscible blends up to at least 7.8 mol % sulfonation, as measured by thermal and mechanical criteria. The addition of an equal weight of PXE raises the glass transition temperature of ZnSPS by 40–50°C. However, this miscibility is not achieved by eradicating the microdomain structure present in ZnSPS, even though the PXE coils are considerably larger than the spacings between ionic aggregates. Small-angle x-ray scattering indicates that while the average interaggregate spacing is roughly the same in ZnSPS and its 50/50 blend with PXE at a given sulfonation level, the extent of phase separation is reduced upon PXE addition, indicating that more ionic groups are dispersed in the matrix. Factors influencing miscibility in the ZnSPS/PXE materials and related blends are discussed.     

引入离子基团改善聚苯乙烯和热致液晶聚合物的相容性 Ⅰ热性能和形态

ＤＳＣ和ＳＥＭ研究结果表明聚苯乙烯（ＰＳ）与一种热致液晶聚合物（ＬＣＰ）（ＰＨＢ／ＰＥＴ（６０／４０）共聚酯）完全不相容．共混体系具有与组分无关的Ｔｇ，并且表现出明显的两相结构．将ＰＳ进行化学改性（引入磺酸基团）制备成磺化聚苯乙烯（ＳＰＳ），随中和盐离子的变化有：酸式、Ｌｉ、Ｎａ、Ｚｎ和Ｍｎ盐五种形式．用ＤＳＣ和ＳＥＭ对ＬＣＰ与ＳＰＳ共混物的热性能和形态进行了分析和表征．共混体系有一个与组成相关，且明显低于纯ＳＰＳ的Ｔｇ．这表明了ＰＳ与ＬＣＰ的相容性因为磺酸基团的引入而得到了改善．同时用Ｆｏｘ方程计算了ＬＣＰ的Ｔｇ．当ＳＰＳ含量较低时（不大于５０％）在各个共混体系中，所估算的ＬＣＰ的Ｔｇ相互吻合．表明共混体系满足Ｆｏｘ方程的前提条件，即ＬＣＰ与ＳＰＳ形成相容体系．当ＳＰＳ含量较低时（２５％），ＬＣＰ／ＳＰＳ的共混物为较均一体系，断面光滑；而ＳＰＳ含量较高时，在脆断面可以观察到纳米级的颗粒．电子能谱分析证明了这些颗粒是ＳＰＳ负离子的聚集体．     

离聚物对含液晶聚合物聚砜体系的增容作用

离聚物对含液晶聚合物聚砜体系的增容作用刘杰，何嘉松（中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室北京１０００８０）关键词增容作用，离子聚合物，热致液晶聚合物，高分子共混物，原位复合材料工程塑料与液晶聚合物（Ｌｒｙ）共混（形成所谓的原位复合材料）时在降低...     

引入离子基团改善聚苯乙烯与热致液晶聚合物的相容性 Ⅱ用FTIR研究分子间特殊相互作用

向聚苯乙烯（ＰＳ）中引入磺酸基团可以有效地改善ＰＳ与一种热致液晶聚合物（ＬＣＰ）之间的相容性．用溶液共混的方法制备了ＰＳ和磺化聚苯乙烯（ＨＳＰＳ）与ＬＣＰ的共混物．用ＦＴＩＲ以及红外光谱的合成技术对ＬＣＰ共混体系进行了表征．共混物中组分聚合物特征吸收的位置和谱图的形状表明在ＬＣＰ与ＰＳ分子间没有相互作用发生，而在ＬＣＰ与ＨＳＰＳ分子间则存在较强的相互作用．谱图差减技术确认了ＬＣＰ分子中ＣＯ与ＣＯ基团和ＨＳＰＳ中的磺酸基团参与了相互作用，使得这些基团的特征吸收发生了偏移．     

刚性粒子增韧尼龙1010体系的研究

采用扫描电镜和动态力学等研究了在磺化聚苯乙烯（ＨＳＰＳ）作用下，尼龙１０１０（ＰＡ１０１０）／聚苯乙烯（ＰＳ）共混物的形态及相容性。结果表明，ＨＳＰＳ的加入显著改善了ＰＳ与ＰＡ１０１０的相容性，加强了界面粘结，使共混物缺口冲击明显提高，实现了ＰＳ增韧ＰＡ１０１０的目标。偏光显微竟结盟表明，ＨＳＰＳ的加入对共混物中ＰＡ１０１０的结晶形态有明显影响，使ＰＡ１０１０球晶细化且不完善。     

轻度磺化聚苯乙烯与聚苯乙烯共混物的流变性能表征

采用DSR-200动态应力流变仪研究了磺化度为0.98%(摩尔分数)的轻度磺化聚苯乙烯(SPS)离聚物及其锌盐(ZnSPS)与聚苯乙烯(PS)的共混物(PS/SPS,PS/ZnSPS)的流变性能.由于离聚物中离子聚集的物理交联作用,使其流变性能与PS相比有明显差别.动态频率实验结果表明,所有样品均可采用时温等效处理.另外,在与分子链运动相关的低频区,由于离子聚集的作用使得离聚物的模量远大于PS的模量.离聚物在稳态剪切作用下,由于离子聚集的破坏而表现出明显的屈服现象,并能用Utracki的屈服应力公式表征其屈服应力和零切粘度.此外,离聚物的屈服现象还与温度相关.由于动态和稳态实验分别测试离子聚集存在和破坏的不同材料状态,因此对离聚物无法应用Cox-Merz规则.动态和稳态实验结果均表明,PS/SPS和PS/ZnSPS的性能与组成的变化规律不同,意味着二者之间存在不同的离子聚集结构或相互作用.