聚苯乙烯溶胀聚苯乙烯－聚丁二烯－聚苯乙烯三嵌段共聚物微区的研究

嵌段共聚物/均聚物共混体系,各嵌段会形成各自的相,并且嵌段间的连接点一定在两相之间的界面上,这一要求极大地影响了嵌段共聚物/均聚物共混体系的链构象和相行为.     

嵌段共聚物增容剂对不相容均聚物共混体系相行为和界面性质的影响

聚合物共混体系(又称聚合物合金)兼具其相应组分的均聚物和共聚物的多种特征,甚至具有新的理想性能,从而成为了一种具有极高经济价值的新材料.该材料的研发极大地丰富了高分子物理学、高分子化学和材料学的研究内容,拓宽了聚合物材料在现代工业中的应用,同时把聚合物材料研究推向了交叉科学的前沿.均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系作为经典的三元聚合物共混体系,对其进行深入地研究,不仅可以促进人们对高分子科学中重要问题的理解,而且可为新型嵌段共聚物增容剂的改良和设计提供理论依据.近年来,有关聚合物共混体系的实验、理论和计算机模拟工作很多,并且取得了较大的进展,但是相关综述较少.本文以均聚物/嵌段共聚物/均聚物体系为例,综述该领域的基本概念和发展历史,并着重介绍两嵌段共聚物增容剂对该三元共混体系相行为和界面性质的影响.此外,还介绍了这一领域的关键科学问题、发展前景和研究方向.     

热致液晶／PEEK／嵌段共聚物共混体系的结构与性能

用ＷＡＸＤ、ＳＥＭ及力学性能测试等研究热致液晶／ＰＥＥＫ／嵌段共聚物三元共混体系形态、结构和性能。结果表明嵌段共聚物的加入，使体系具有一定的相容性和较好的界面粘接，共混物的强度、模量有一定的提高，对共混物的结晶行为具有明显的影响，当热致液晶含量高时，基材与液晶两相间出现明显的分离现象，即“皮－芯”结构．     

均聚物分子链长对A/AB/B聚合物共混体系界面性质影响的Monte Carlo模拟研究

利用格子Monte Carlo(MC)模拟方法研究了均聚物/两嵌段共聚物/均聚物(A/AB/B)共混体系中均聚物分子链长对界面性质的影响.研究结果表明,当两嵌段共聚物的分子链长N_C=20时,随着均聚物分子链长N_H从10增至60,界面厚度增加,取向参数q随着均聚物分子链长的增长而先减小后增大,即共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度先减弱后增强;当两嵌段共聚物的分子链长N_C=60时,随均聚物分子链长的增加,界面厚度减小,共聚物分子链取向参数q减小,分子在垂直界面方向的拉伸程度减弱.     

SEOS/h-PEO共混物薄膜的微观分相结构

采用透射电子显微镜(TEM)观察由结晶性均聚物聚氧乙烯(h-PEO)与半结晶性嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌-聚氧乙烯-嵌-聚苯乙烯(SEOS)组成的干、湿刷共混物薄膜结构.结果表明:4种共混系统的薄膜结构均由嵌段PEO和PEO均聚物组成球形PEO分散相;随着均聚物含量的增加,PEO分散相尺寸逐渐增大;当均聚物质量分数增大到33.3%时,在聚苯乙烯(PS)连续相中形成了类似胶束的"核-壳"结构.     

微量聚四氢呋喃-聚甲基丙烯酸甲酯/聚四氢呋喃共混体系稀固体溶液中共聚物胶束的抑制成核作用

本工作将Leibler、Whitmore和Mayes等近期关于非晶嵌段共聚物共混体系胶束理论应用于结晶嵌段共聚物共混体系的熔融态,对聚甲基丙烯酸甲酯-聚四氢呋喃两嵌段共聚物与聚四氢呋喃均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,很低的共聚物浓度(如1％),其胶束在共混体系的结晶过程中即可显著地起到抑制成核的作用.这对改善结晶均聚物的形态及性能有一定的应用价值.     

微量聚四氢呋喃-聚甲基丙烯酸甲酯/聚四氢呋喃共混体系稀固体溶液中共聚物胶束的抑制成核作用

 本工作将Leibler、Whitmore和Mayes等近期关于非晶嵌段共聚物共混体系胶束理论应用于结晶嵌段共聚物共混体系的熔融态,对聚甲基丙烯酸甲酯-聚四氢呋喃两嵌段共聚物与聚四氢呋喃均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,很低的共聚物浓度(如1％),其胶束在共混体系的结晶过程中即可显著地起到抑制成核的作用.这对改善结晶均聚物的形态及性能有一定的应用价值.     

均聚物/两嵌段共聚物/均聚物三元聚合物共混体系界面性质的Monte Carlo模拟

利用格子Monte Carlo(MC)模拟方法研究了两嵌段共聚物增容剂AB的链长及浓度对不相容性均聚物A/B共混体系界面性质的影响.研究结果表明,当两嵌段共聚物的体积分数φC=0.05时,随着两嵌段共聚物分子链长NC从10增至20,界面厚度剧烈减小,而当两嵌段共聚物的分子链长NC进一步增加到60时,界面厚度轻微增加;两嵌段共聚物的取向参数q随着分子链长的增长而增加,即共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度增大.当两嵌段共聚物AB的分子链长NC固定为10时,随着链浓度增大,界面厚度增加,共聚物分子链取向参数q减小,共聚物分子在垂直界面方向的拉伸程度减小.     

嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)/苯酰化聚苯醚共混分相动力学

<正> 对高分子-高分子共混体系相分离动力学过程的研究,人们一般局限于均聚物-均聚物,均聚物-无规共聚物共混体系,对于均聚物-嵌段共聚物共混体系的分相过程很少涉及。原因其一是很难找到具有临界相行为的嵌段共聚物-均聚物共混体系,其二是嵌段共聚物存在微相分离,使得宏观相分离动力学过程研究变得复杂。Paul的工作似乎为这方面的研究工作开辟了道路。     

A/B/A-b-B/(A-b-B)4四元共混体系相行为的自洽场理论研究

为了模拟多组分高抗冲聚丙烯(HIPP)的相分离及其形态, 我们运用自洽场理论(self-consistent field theory, SCFT)研究了均聚物A/均聚物B/两嵌段共聚物A-b-B/交替共聚物(A-b-B)₄四元共混体系的相分离及形态演化, 着重讨论了各种组分的链长和含量对体系形成各种多层核壳结构的影响.     

聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚苯醚共混物的相容性和结晶行为

 本工作对聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯(PEO-PS-PEO)三嵌段共聚物与聚苯醚(PPO)均聚物共混物的相容性及结晶行为进行了研究。结果表明,共混体系的相容性与嵌段共聚物中苯乙烯段的含量有关,PS含量越高,PPO与共聚物PS段的相容性越好。共混体系的结晶行为也明显不同于一般均聚物共混体系。在DSC降温结晶过程中最多可出现三个结晶峰。     

聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚苯醚共混物的相容性和结晶行为

本工作对聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯(PEO-PS-PEO)三嵌段共聚物与聚苯醚(PPO)均聚物共混物的相容性及结晶行为进行了研究。结果表明,共混体系的相容性与嵌段共聚物中苯乙烯段的含量有关,PS含量越高,PPO与共聚物PS段的相容性越好。共混体系的结晶行为也明显不同于一般均聚物共混体系。在DSC降温结晶过程中最多可出现三个结晶峰。     

嵌段共聚物和星型均聚物共混体系相行为的自洽场理论研究

用自洽场理论方法(Self-consistent field theory, SCFT)计算了嵌段共聚物AB和三等臂星型均聚物A共混体系的微相形态. 为了简化计算, 着重讨论了固定嵌段共聚物本体的相形态(如层状相)时, 所加入的均聚物的体积分数及均聚物与嵌段共聚物链长之比对体系相形态的影响; 并结合体系的熵和相互作用能的变化, 讨论了星型均聚物在体系微相结构中的分布.     

线性ABC三嵌段共聚物在均聚物C中自组装的自洽平均场模拟

应用实空间的自洽平均场理论研究了线性ABC三嵌段共聚物在均聚物C中的自组装. 模拟结果表明, 共聚物在均聚物中形成的分散相主要为核壳结构. 通过降低A与C之间的相互作用, 可以使核壳结构的成核嵌段发生从嵌段A向嵌段B的转变, 并且在转变过程中观察到了多种过渡结构, 包括带有凸起表面的盘状结构和柱状结构以及相互缠绕的柱状结构. 另外, 降低嵌段共聚物中A嵌段在共混体系中的含量有利于形成以B为核的核壳结构.     

多嵌段聚醚-酯共混物的微相结构与血液相容性研究

本工作合成了两种性质不同的聚醚-酯多嵌段共聚物,一种是以聚对苯二甲酸乙二酯为硬链段,聚乙二醇(PEGT)为软链段的亲水性多嵌段共聚物,另一种是以聚对苯二甲酸乙二酯为硬链段,聚四亚甲基醚二醇(PTMGT)为软链段的疏水性多嵌段共聚物。将两种共聚物以一定的比例共混,制备多嵌段聚醚-酯共混物。 改变共混物的组成,研究其微相结构与血液相容性的关系。采用动态力学谱(VES)、示差扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等测定共混物的微观结构,采用微球柱法评价共混物的血液相容性。实验结果表明:材料的微观非均相结构及亲水平衡是决定血液相容性的重要因素。     

微量PEO-PS-PEO/PEO共混体系结晶过程中共聚物胶束的成核作用

 本工作将Leibler等近期关于含非晶两嵌段共聚物“稀固体溶液”的胶束理论推广并应用到含结晶三嵌段共聚物的“稀固体溶液”.对微量聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚氧化乙烯均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,共聚物胶束在共混体系的结晶过程中可以起到成核剂的作用.这对改善结晶均聚物的性能具有一定的应用价值.     

微量PEO-PS-PEO/PEO共混体系结晶过程中共聚物胶束的成核作用

本工作将Leibler等近期关于含非晶两嵌段共聚物“稀固体溶液”的胶束理论推广并应用到含结晶三嵌段共聚物的“稀固体溶液”.对微量聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚氧化乙烯均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,共聚物胶束在共混体系的结晶过程中可以起到成核剂的作用.这对改善结晶均聚物的性能具有一定的应用价值.     

用SN型催化剂合成苯乙烯—丙烯嵌段共聚物的研究Ⅱ．共聚物的结构表征与性能

报道用稀土化合物改性的钛系载体催化剂（SN催化剂）进行苯乙烯和丙烯顺序嵌段共聚合（Sequential block copolymerization) 的研究。通过对初生嵌段共聚产物进行溶剂萃取与分级，并用^13C-NMR、WAXD、DSC、DMA和电子显微镜进行表征，推断共聚物为具有等规聚苯乙烯链和等规聚丙烯链段的A－B型二嵌段共聚物，且各段均能结晶。发现嵌段共聚物比相应的均聚物具有较好的综合力学性能和热性能，而且对iPS/iPP共混具有良好的增容作用。     

含有机硅多嵌段及其接枝共聚物的表面组成

利用ＸＰＳ对聚二甲基硅氧烷与聚砜或／和聚对羟基苯乙烯组成的二元和三元多嵌段和接枝共聚物及其共混物进行了研究。结果表明溶液成果的聚合物样品的表面都存在有机硅富集，共混物的表面富集程度等于接枝共聚物，更高于多嵌段共聚物，讨论了有机硅含量和键接结构对有机硅表面富集的影响。     

自洽平均场正则系综下计算嵌段共聚物/均聚物共混相图

在自洽平均场中计算聚合物宏观相分离体系时,需要将正则系综与巨正则系综结合使用。 通过将正则系综与巨正则系综之间的变量进行转化,只在正则系综下计算即可得到巨正则系综下的相应变量的值,在很大程度上减少了计算量。 本文利用这种简化方法计算了A-b-B两嵌段共聚物与均聚物A在不同均聚物聚合度下随着均聚物含量变化的相图,其结果与巨正则系综下的计算结果相同。 该结果表明,在嵌段共聚物与均聚物的共混体系中,增加嵌段共聚物组成fA或者减小均聚物的聚合度,将有效阻止体系发生宏观相分离。