结晶嵌段共聚物及其共混体系的研究进展

本文综述了近年来结晶嵌段共聚物及其共混体系的理论和实验研究成果。     

嵌段结构对两亲嵌段共聚物水溶液行为的影响

在合成了二种具有相同组成不同嵌段结构排布的共聚物基础上对它们溶液的物理化学行为用荧光探针的方法进行了研究，结果表明：由于结构排布的不同其物理化学行为有着较大的差异，三嵌段结构的共聚物较二嵌段者更易于形成胶束体系，而二嵌段共聚物则易于发生凝胶化，对上述结果进行讨论和解释．     

聚酰胺6／聚醚砜共混体系的结晶与熔融行为

聚醚砜（ＰＥＳ）是一种非晶特种工程塑料，具有强度好，使用温度高等特点，但熔体粘度高，加工上有一定困难．聚酰胺６（ＰＡ６）是部分结晶的工程塑料，有很好的强度和耐磨性能．加入适量的ＰＡ６，可显著地降低ＰＥＳ的熔体粘度，且可基本保持ＰＥＳ的原有性能［１］．...     

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。     

PBT-PA6嵌段共聚物中嵌段间的相容性

用热分析、动态粘弹谱、红外光谱和小角X光散射的实验结果,证实了在聚对苯二甲酸丁二酯-聚己内酰胺嵌段共聚物(简称PBT-PA_6)的无定形区中,两嵌段间具有良好的相容性,两嵌段间有氢键生成。     

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．     

嵌段共聚物/均聚物共混体系的结晶行为 I. 非球状共聚物胶束的作用

将Leibler, Whitmore和Mayes等近期关于非晶嵌段共聚物“稀固体溶液”的理论应用于嵌段聚共聚物结晶型“稀固体溶液”结晶行为的研究。发现球状共聚物胶束既可起成核剂作用, 也可起抑制成核作用。报导了当共聚物胶束由球形变为非球形时, 共聚物胶束的上述作用都会发生较大的变化, 并根据Leibler和Mayes分别提出的球形和非球形胶束理论解释了这一实验现象。     

介观相分离对烯烃嵌段共聚物结晶动力学的影响

研究了介观相分离对烯烃嵌段共聚物(OBC)结晶动力学的影响.结果表明,OBC在保持介观相分离形态的情况下,结晶以三维生长的方式进行.原因可能是由于OBC的“相区溶合”造成的.OBC嵌段长度和嵌段数目存在一定的统计分布,其中某些较短的结晶性链段“溶解”于非晶区,这部分结晶性链段在结晶时起到了“传递”结晶的作用.     

聚四氢呋喃-聚甲基丙烯酸甲酯两嵌段共聚物的结晶行为

报导了系列聚四氢呋喃-聚甲基丙烯酸甲酯结晶-非晶(硬段型)两嵌段共聚物的结晶行为，结果表明，其微相分离和结晶规律与文献上唯一进行过系统研究的同类嵌段共聚物(PEO－b－PS)都有较大的差别；结晶段结晶能力的大小是制约这类体系微相分离和结晶规律的一个重要因素．     

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。     

尼龙6/(乙烯-辛烯)共聚物弹性体的流变及结晶行为

（乙烯 辛烯）共聚物弹性体（ＰＯＥ）是由美国ＤＯＷ化学公司使用茂金属催化剂聚合而成的一种聚烯烃橡胶．与传统聚烯烃类橡胶ＥＰＤＭ相比,ＰＯＥ的特点就在于其在聚烯烃塑料基体中分散速度快、分散程度高．为此,我们尝试用马来酸酐接枝的ＰＯＥ（ＰＯＥ ｇ ＭＡ）...     

尼龙1212/尼龙6共混体系的非等温结晶行为

用DSC研究了尼龙 12 12 ,尼龙 6及其共混体系的非等温结晶行为 .结果表明 ,加工历史对尼龙的结晶和熔融行为影响很大 .经双螺杆挤出机挤出的尼龙 12 12和尼龙 6 ,由于应力诱导分子链取向 ,其结晶温度都有不同程度的提高 ,且表现出多重熔融现象 .在共混体系中 ,尼龙 12 12分子在共混物的界面上异相成核结晶 ,提高了其结晶温度 ,但酸酐化SEBS的加入抑制了分子链的运动又使其结晶温度降低 .共混体系降低了尼龙12 12的熔融温度 ,并使得其高熔点的熔融峰逐渐消失 ;而尼龙 6的熔融行为基本上没有变化 .     

尼龙6与半芳香性非晶尼龙原位共混物的结构与性能

一种半芳香的非晶尼龙共聚物溶解于熔融的己内酰胺中,引发后者负离子开环聚合原位制备尼龙6与非晶尼龙的共混物.与纯尼龙6相比较,此原位共混物的强度与模量显著提高.非晶区呈现单一的玻璃化转变,表明共混物为均相体系,其组分的相容性源于负离子聚合过程中链交换反应引起的共聚.与纯尼龙6相比较,此共混物的熔点与结晶度显著降低.此外,与纯尼龙6只存在α晶不同,共混物中伴生有大量的γ晶.当非晶尼龙含量为20 wt%时,绝大部分晶体为γ晶.然而,共混物中球晶仅有一定程度细化.共混物强度和模量的提高被认为主要源于非晶区分子活动能力降低以及γ晶相对含量的提高.     

尼龙6/多单体接枝聚丙烯共混物的形态结构及力学性能的研究

用多组分熔融接枝的方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（ Ｇ Ｍ Ａ） 和苯乙烯（ Ｓｔ） 共同接枝于聚丙烯（ Ｐ Ｐ） 上,制得多单体接枝聚丙烯 Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） ．该接枝物具有高的 Ｇ Ｍ Ａ 接枝率．本研究利用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ、 Ｓ Ｅ Ｍ、 Ｔ Ｅ Ｍ、 Ｄ Ｓ Ｃ 和力学性能测试等分析方法,研究了多组分熔融接枝聚丙烯（ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）） 对尼龙６／ Ｐ Ｐ 共混物的形态结构, Ｔｇ 和力学性能的影响．结果表明, Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ） 中的环氧基团与尼龙６（ Ｐ Ａ６） 末端的胺基发生化学反应,原位形成的 Ｐ Ｐ Ｐ Ａ６ 共聚物能有效的改善 Ｐ Ａ６ 与 Ｐ Ｐ 的相容性,可以使 Ｐ Ｐ 均匀的分散在 Ｐ Ａ６ 基体中,相区尺寸明显减小,提高了拉伸强度．由于两相的相容性较好,从而共混物的 Ｔｇ 有明显的变化．此外,通过透射电镜观察,发现 Ｐ Ａ６／ Ｐ Ｐ ｇ （ Ｇ Ｍ Ａ ｃｏ Ｓｔ）（７０／３０） 合金中存在着特殊的微相分离结构．     

热历史对尼龙1212熔融行为的影响

利用DSC方法研究了不同热历史条件对尼龙1212熔融行为的影响.不同的热历史条件下,在DSC曲线上,观察到尼龙1212产生2个或3个熔融峰,依据聚合物结晶理论,对各峰的来源进行了分析.在160℃下不同温度退火120 min的尼龙1212样品DSC曲线上,低温结晶熔融峰主要由低温结晶形成的一些微晶体或者片晶熔融产生,其晶体完善程度较差,熔融峰值较低,峰面积较小;主熔融峰是由样品在淬火过程中形成的晶体和升温过程中低温结晶形成的晶体的熔融重结晶形成较为完善的晶体熔融所产生,熔融峰值较高,峰面积较大.在不同的升温速率条件下,熔融峰温度有所移动,表明不同升温速率条件下产生的熔融峰的结晶晶型是相同的.在不同结晶时间下结晶,延长结晶时间对较高完善程度晶体的生长有利.在不同温度下依次退火处理的样品,熔融产生两个附加峰,这两个附加峰的峰温都比它们相应的退火温度高,而峰高和峰面积随退火温度降低而减小.根据等温结晶结果,由Hoffman方法确定了尼龙1212的平衡熔融温度为202.8℃.     

层状共连续PA6/SEBS体系的结晶取向及其低膨胀化机理研究

研究了注射成型尼龙6/苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(PA6/SEBS)体系中微结构形态,SEBS含量,PA6结晶取向对线膨胀系数(CLTE)的影响.研究表明,当SEBS含量超过20wt%,PA6/SEBS注射成型体系形成层状共连续结构时,可以明显地降低流动方向的热膨胀系数.TEM和WAXD分析表明,该层状共连续结构中不仅SEBS微层取向,而且大多数PA6片晶垂直于SEBS微层生长,其中晶胞b轴(PA6分子链)倾向于沿流动方向取向.程序升温WAXD研究表明,PA6/SEBS(60/40)体系中各晶轴的线膨胀系数差别很大,其中晶胞b轴为-5.8×10-5K-1.具有负膨胀系数的晶胞b轴沿着流动方向取向可能是除层状共连续结构效应以外导致材料低膨胀化的第二种驱动力.     

马来酸酐化SEBS对尼龙1212/尼龙6共混体系形态和性能的影响

研究了马来酸酐接枝氢化苯乙烯 丁二烯 苯乙烯嵌段共聚物 (MA SEBS)对尼龙 12 12 尼龙 6共混体系形态和性能影响 .结果表明 ,在以尼龙 6为连续相而尼龙 12 12为分散相时 ,MA SEBS加入大大提高了两相间的相容性 ,导致尼龙 12 12分散相的细化 .透射电镜观察表明 ,共混体系形成特殊的“核 壳”结构 ,处在分散相和连续相间的“壳”MA SEBS起到了很好的相容剂的作用 .在尼龙 12 12 尼龙 6为 30 70时 ,仅用 15 %的MA SEBS ,共混体系即获得超高韧性 .     

热处理对尼龙1010结构影响研究

采用ＷＡＸＤ，ＳＡＸＳ方法研究了热处理对尼龙１０１０聚集态结构的影响．结果表明，在温度为１７５℃左右对样品进行退火处理可获得较完善的结晶．利用Ｗｃ．ｘ~Ｔ关系曲线外推法得到尼龙１０１０样品的Ｔｇ大约为５８℃．根据一维电子密度相关函数法求得了系列样品在所研究条件下的结晶片层厚，过渡层厚，长周期和结晶非晶相间的密度差．得到了不同退火条件尼龙１０１０样品的结晶相密度ρｃ．     

尼龙-6/热塑性聚酰胺系弹性体合金的力学性能和破坏机理

尼龙 ６与在尼龙 ６中分别添加了两种热塑性聚酰胺系弹性体的尼龙 ６合金相比，前者的耐冲击强度低，后者的耐冲击强度高；通过偏光显微镜和扫描电镜的观察，尼龙 ６在Ｕ型缺口前部区域内的塑性约束下，呈脆性破坏；尼龙 ６的合金因塑性区域内的空洞化和空洞的变形及空洞之间区域的颈缩和纤维化，有效的吸收了冲击能量，使塑性约束得到缓解，促进了平面应变状态向平面应力状态转变，最终呈半韧性或韧性破坏．     

尼龙6/液晶聚合物共混体系中化学反应对体系热行为及形貌的影响

采用漫反射红外光谱法(DRIFT)和示差扫描量热法(DSC)研究了2种不同特性黏数的尼龙6与3种液晶聚合物(Vectra A950、Vectra B950和Rodrun LC5000)之间的酯-酰胺交换反应.DRIFT测试证实了尼龙6与LC5000之间存在化学反应.DSC分析表明,酯-酰胺交换反应使体系中尼龙6的熔点下降、结晶度降低.增加反应时间和增大共混体系中液晶聚合物的含量有利于酯-酰胺交换反应的发生.与Vectra A950和Vectra B950相比,分子链柔性较强的Rodrun LC5000与尼龙6之间的化学反应更容易进行.扫描电子显微镜(SEM)观察表明,随着共混时间的延长,分散相形貌由球状粒子发展为短棒状纤维,乃至最终形成直径更细的微纤结构.