聚醚砜改性环氧树脂体系粘弹性相分离的研究

采用光学显微镜、光散射和扫描电镜等技术对聚醚砜(PES)/环氧树脂/二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷体系的相分离过程进行了研究. 实验结果表明在该体系的相分离的演化过程中存在着明显的慢动态相的粘弹性效应, 同时对于PES含量较低的体系(PES-13.2 wt%和15.9 wt%), 在120和140 ℃固化时均观察到二次相分离现象, 而PES含量较高的体系(PES-18.5 wt%), 在同样温度下固化时仅观察到一次相分离过程.     

橡胶改性环氧树脂的固化诱导相分离

研究了一种新型的液体橡胶ZR与环氧树脂的固化反应诱导相分离过程,分别通过时间分辨的激光光散射、光学显微镜研究了两相结构的发展,并用DSC跟踪该体系的固化动力学。结果表明,该固化反应经历了不稳相分离过程(spindodal decomposition),固化动力学过程与相分离过程有强烈的依赖性,固化速度越快,橡胶相尺寸越大;并且当环氧固化反应转化率达80％时,橡胶相结构基本得以固定,最终得到双连续结构。     

多相高分子体系中的粘弹相分离行为

相分离广泛存在于各种凝聚态物质中.根据局部浓度的变化形式,可将相分离分为固体模型(model B)和流体模型(model H),这两种模型适用于动力学对称的体系.近年来,Tanaka发现在一些动力学不对称的多组分高分子体系里存在一种新的相分离模式,其相分离过程分为动力学过程可用一个普适的粘弹模型来进行描述.动力学不对称可由体系中两组分间大的尺寸差异或玻璃化温度差异引起.本文介绍了多相高分子体系中产生粘弹相分离的原理及其基本特征,并讨论了模量、粘度、填料等因素对粘弹相分离动力学过程及多相体系微观结构的影响.     

温度效应对氟链封端聚醚酰亚胺改性环氧树脂相分离的影响

用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和时间分辨光散射(TRLS)比较了全氟碳链封端和苯环封端聚醚酰亚胺改性环氧树脂在不同温度下的相分离.结果表明,与P-blend相比,F-blend的固化速度和相分离速度较慢,诱导期和相结构固定时间推迟,相间距较小.升高温度,相间距因相分离速度加快而增大,同时由于全氟碳链端基引起的差异减小.因此,通过改变固化温度和聚醚酰亚胺的端基来降低聚醚酰亚胺的表面能,可以在一定程度上调控反应诱导相分离体系的相结构,并获得相间距较小的双连续结构.     

聚醚酰亚胺改性TGDDM环氧树脂的相分离研究

合成了不同化学结构的聚醚酰亚胺(PEI)并用于4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚(TGDDM)环氧树脂的增韧改性,以DSC,TRLS和SEM等方法研究了体系相分离过程中相容性和熔融粘度对相分离过程和结构的影响,对固化反应诱导相分离中相结构的控制提出初步的看法.     

环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物对聚苯醚/环氧体系反应诱导相分离行为的影响

采用扫描电镜、光学显微镜和光散射仪研究了环氧化聚丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物(EBs)对聚苯醚(PPO)/双酚A 型环氧树脂(DGEBA)/4,4二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷(DIM-DDM)体系反应诱导相分离行为的影响.实验结果表明,EBS的加入对PPo/DGEBA/DIM-DDM体系反应诱导相分离的演化过程有阻滞作用.随着EBS加入量的增加,体系形成双连续相结构所需的PPO含量范围变宽,而对于相同PPO含量、形成双连续相的体系则相结构尺寸减小.     

基于黏弹模型的聚合物溶液相分离的三维数值模拟

利用GPU加速技术实现黏弹模型的三维数值模拟,系统研究了中等浓度聚合物溶液的分相形貌和相分离动力学.模拟结果表明本体应力的不对称是体系出现相反转的重要原因.与实验观察的聚合物溶液相反转的演化过程一致,首先聚合物富集相形成网络结构,然后聚合物网络收缩断网,最后变为离散的液滴相.本体松弛模量的增加,一方面会抑制相分离初期的浓度涨落,导致相反转发生时间延迟;另一方面在相分离后期有助于形成大的聚合物富集液滴相,加速相区增长.剪切松弛模量的增加只有助于聚合物富集相保持网络结构,并在剪切松弛模量较大的情况下,不规则相结构的缓慢松弛导致了剪切应力在相分离后期长期存在.     

环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物对聚苯醚/环氧体系反应诱导 相分离行为的影响

采用扫描电镜、光学显微镜和光散射仪研究了环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(EBS)对聚苯醚(PPO)/双酚A型环氧树脂(DGEBA)/4,4’-二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷(DIM-DDM)体系反应诱导相分离行为的影响. 实验结果表明, EBS的加入对PPO/DGEBA/DIM-DDM体系反应诱导相分离的演化过程有阻滞作用. 随着EBS加入量的增加, 体系形成双连续相结构所需的PPO含量范围变宽, 而对于相同PPO含量、形成双连续相的体系则相结构尺寸减小.     

简单剪切对聚合物溶液PS/DINP相分离行为的影响

通过剪切-光学显微装置在线研究了聚合物溶液聚苯乙烯(PS)/邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)体系在静态和简单剪切场下的浊点变化及其相结构的实时演变过程,结果发现在单向剪切场下,当PS/DINP体系中PS含量在15%以下时该体系的剪切浊点基本不随剪切速率的变化而变化;当PS含量在15%以上时该体系的剪切浊点随剪切速率的增大而先增大后减小,并且不同配比下都出现一个最高相界移动,该最高相界移动随着PS含量的增加移向更高的剪切速率。此外,还发现PS/DINP近临界组成的静态相分离过程是典型的粘弹相分离。低剪切速率下的相分离过程与静态下有些相似,初期形成网络结构,并且该结构沿流动方向变形取向,但是网络结构直至实验结束也没有发生破裂,可见低剪切速率对网络结构具有一定的稳定作用。     

多壁碳纳米管对环氧树脂/聚醚酰亚胺体系相分离的影响

通过溶液混合的方法制备了环氧树脂/聚醚酰亚胺(PEI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)三元复合物,并使用扫描电镜(SEM)、原位红外分析(FTIR)、流变测试和非等温DSC等手段研究了MWCNTs的存在对体系相分离形貌和固化反应的影响.扫描电镜的结果显示,在固化后的样品中MWCNTs较均匀地分散在两相中.150℃下固化,不含MWCNTs和MWCNTs含量为0.75 pbw的体系相分离形貌呈海岛状结构,而进一步增大MWCNTs含量后相分离形貌呈双连续结构,且相区尺寸随MWCNTs含量的增加而减小.120℃下固化,不含MWCNTs和MWCNTs含量为0.75 pbw的体系相分离形貌呈双连续结构,而进一步增大MWCNTs含量后,体系相分离形貌呈相反转结构.FTIR和DSC的测试结果表明,MWCNTs表面的羟基对环氧树脂的固化反应起到催化作用,使得固化反应速度加快,反应活化能降低.而流变测试的结果表明,随着MWCNTs含量增加,一方面交叉跨越多个相区的碳纳米管使得体系黏度增大,对相分离起到了一定的抑制作用;另一方面使得体系凝胶化时间提前,导致体系相分离形貌被固定在相分离的较早阶段,起到有效调控相分离形貌的作用.     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究Ⅳ.聚醚酰亚胺用量的影响

研究了不同用量新型苯端基聚醚酰亚胺（Ｐ－ＰＥＩ）对其改性４,４’－二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂（ＴＧＤＤＭ）／４,４’－二氨基二苯砜（ＤＤＳ）体系的固化速率及相结构的影响。结果表明,随着ＰＥＩ用量的增加,固化反应速率增大,形成了不同的相结构。解释了ＰＥＩ用量对粘接剪切强度的影响。     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究：Ⅳ.聚醚 …

研究了不同用量新型苯端基聚醚酰亚胺对其改性４,４,‘－二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂９ＴＧＤＤＭ）／４,４’－二氨基二苯砜体系的固化速度及相结构的影响。结果表明,随着ＰＥＩ用量的增加,固化反应速度增大,形成了不同的相结构。解释了ＰＥＩ用量对粘接剪切强度的影响。     

栀子苷在乙腈水体系中诱导相分离分配行为

研究了栀子乙腈水提取液中的栀子苷在诱导相分离后在两相中的分配行为,建立了乙腈/水分相体系分离纯化栀子苷的新方法。重点考察了能使乙腈/水体系分相的诱导剂的种类,分析了诱导剂的组成比例以及用量、乙腈的体积分数、样品加入量和温度对栀子苷分配行为的影响。当温度为25℃时,栀子的乙腈/水(体积比1∶1)提取液中加入KCl与MgSO4组成的混盐(质量比2∶1)分相诱导剂后,栀子苷的萃取率达到81.63%,含量由分相前的3.05%提高至13.54%。     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究──固化剂用量的影响

以DSC、TRLS和SEM等方法研究了固化剂DDS用量对苯端基聚醚酰亚胺(P-PEI)改性4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)体系的固化速率及相结构的影响.结果表明,20phrP-PEI改性环氧体系在150℃固化时,随DDS量增加,固化反应速率增大,相分离时间提前,形成了不同的相结构,解释了DDS量对粘接剪切强度的影响.     

栀子苷在乙腈水体系中诱导相分离分配行为

研究了栀子乙腈水提取液中的栀子苷在诱导相分离后在两相中的分配行为,建立了乙腈/水分相体系分离纯化栀子苷的新方法。 重点考察了能使乙腈/水体系分相的诱导剂的种类,分析了诱导剂的组成比例以及用量、乙腈的体积分数、样品加入量和温度对栀子苷分配行为的影响。 当温度为25 ℃时,栀子的乙腈/水（体积比1∶1）提取液中加入KCl与MgSO4组成的混盐（质量比2∶1）分相诱导剂后,栀子苷的萃取率达到81.63%,含量由分相前的3.05%提高至13.54%。     

制备方法对聚合物共混物相分离与黏弹弛豫的影响

采用小角激光光散射(SALLS)和动态流变方法研究了通过不同制备方法得到的等规聚丙烯/乙丙橡胶共混物(iPP/EPR)的相分离行为与黏弹行为.依据Cahn-Hilliard-Cook理论分析了熔融共混和溶液共混法制备的质量比为60/40和40/60的iPP/EPR共混物在恒温相分离早期的动力学,发现熔融共混iPP/EPR具有更大的表观扩散系数(Dapp).相分离中后期的实验结果表明,当相区尺寸增长程度相同时,熔融共混试样所用时间更短.表明熔融共混iPP/EPR试样具有更快的相分离速率.动态流变测试结果表明,与溶液共混相比,熔融共混试样具有更快的松弛速率.考虑到相分离过程实质是由高分子链的运动与扩散所控制,两种方法制备的iPP/EPR共混物相分离速率的差异应归于其分子链运动能力的不同.     

氟碳链封端聚醚酰亚胺改性环氧树脂的相分离研究

采用差示扫描量热仪(DSC), 扫描电子显微镜(SEM)和时间分辨光散射(TRLS)研究不同分子量的氟碳链封端聚醚酰亚胺对改性环氧树脂的相分离的影响. 结果表明, 氟碳链端基的引 入, 由于低表面能氟碳链封端聚醚酰亚胺的阻隔作用, 而使相分离速度降低, 相结构演变时间缩短, 固化后的相结构相间距缩小. 随着氟碳链封端聚醚酰亚胺分子量的增加, 相结构由分散相转变为双连续相. 因此可以通过改变聚醚酰亚胺的端基及分子量调控相结构.     

氟碳链封端聚醚酰亚胺改性环氧树脂的相分离研究--分子量的影响

采用差示扫描量热仪(DSC), 扫描电子显微镜(SEM)和时间分辨光散射(TRLS)研究不同分子量的氟碳链封端聚醚酰亚胺对改性环氧树脂的相分离的影响. 结果表明, 氟碳链端基的引入, 由于低表面能氟碳链封端聚醚酰亚胺的阻隔作用, 而使相分离速度降低, 相结构演变时间缩短, 固化后的相结构相间距缩小. 随着氟碳链封端聚醚酰亚胺分子量的增加, 相结构由分散相转变为双连续相. 因此可以通过改变聚醚酰亚胺的端基及分子量调控相结构.     

界面诱导相分离和特殊相结构的生成

界面诱导相分离是由界面润湿效应所诱发的共混体系非平衡相变现象.本文评述了相分离体系薄膜在界面作用下所表现出来的相形态、相变动力学、润湿层形成机理以及空间维数受限条件下所呈现出来的特殊相结构等.同时着重介绍了针对此现象进行数值模拟的基于Cahn-Hilliard-Cook方程的理论模型以及相应的模拟研究进展.     

粘度对聚合物共混物相分离动力学的影响研究

模拟了粘度反差二元流体混合物的相分离,考察了粘度对相分离动力学的影响,发现相区域的增长主要由粘度较大的组分所控制,合理地解释了粘度效应所导致的一些实验现象.证明了即使组分间的粘度比很大,也没有出现反转相结构,说明在不施加剪切流场情况下,粘度反差不是形成反转相的原因.