嵌段共聚物受限自组装的实验研究进展

嵌段共聚物有着丰富的相行为,在本体中会发生微相分离形成球形、柱形、双连续形和层状结构.当嵌段共聚物被限制在一定的空间几何中且空间几何特征尺寸与嵌段共聚物的平衡周期相近时,自组装过程会受到强烈的影响而形成与本体不同的自组装结构.本文从实验研究方面总结了限制因素和边界条件对嵌段共聚物受限自组装过程的影响,并指出了当前存在的一些问题以及今后的发展方向.     

纳米SiO_2填充PMMA/PS复合物共连续范围的研究

采用流变法、抽提法以及扫描电镜3种表征方法研究了亲水性纳米二氧化硅粒子SiO2填充对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚苯乙烯(PS)不相容体系共连续范围的影响.对于未填充PMMA/PS体系,3种方法测得的共连续范围基本一致.而对于粒子填充体系,SEM与溶剂抽提法均表明随着粒子含量的增加,体系的共连续范围变宽,这是由于亲水性SiO2粒子选择性填充在极性PMMA相中,导致PMMA相的熔体粘度和弹性均有大幅提高,从而减缓了破坏共连续结构的纤维断裂或回缩等松弛过程.与SEM法和溶剂抽提法相反,流变法测得的共连续范围随粒子含量增加明显变窄,这主要是因为加入SiO2粒子后,PMMA/PS体系的弹性模量和黏度大大提高(加入7vol%的SiO2后分别增加近50倍和5倍),导致填充试样在装样和设定间距之后需要更长的松弛时间才能开始流变测试.试样在测试前长时间处于高温熔体状态时,其共连续结构很容易在界面张力的驱动下发生粗化和破碎,所以得到的共连续反而变窄.SEM和溶剂抽提法比流变法更适合用来判断粒子填充PMMA/PS体系特别是其高填充体系的共连续范围.     

纳米SiO_2对PDMS/PIB不相容共混物在低剪切速率下凝聚行为的影响

借助在线剪切-显微装置研究了简单剪切流场下疏水纳米二氧化硅(SiO2)粒子对聚二甲基硅氧烷/聚异丁烯(PDMS/PIB=90 wt%∶10 wt%)不相容共混物实时结构演变过程的影响.研究表明,分散相尺寸的大小及其分布由粒子含量和剪切速率共同决定.少量纳米SiO2的加入能够抑制PIB分散相的凝聚,分散相的尺寸随着纳米SiO2含量的增大而减小,并且呈现出双峰分布.但随着SiO2粒子含量的进一步增加,分散相尺寸的双峰分布现象逐渐消失.SiO2的加入还导致PIB分散相对剪切速率的依赖性降低.当SiO2粒子含量低于2.5wt%时,较高的剪切速率凝聚得到的分散相的尺寸较大;当SiO2粒子含量超过2.5 wt%后,低速和高速剪切速率下凝聚得到的分散相尺寸基本相同.粒子的包覆、分散相的破碎和凝聚是出现以上现象的根本原因.     

不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性

采用动态流变学测试和结晶动力学的方法研究了两种分子量的高密度聚乙烯(HDPE)与茂金属线型低密度聚乙烯(m-LLDPE)共混体系的相容性.流变学研究表明,HDPE/m-LLDPE共混物在低ω区域lgG′-lgω关系曲线偏离线性规律,在熔融态为非均相体系.DSC分析发现HDPE/m-LLDPE共混物体系中HDPE的熔点随着m-LLDPE含量的增多而逐渐下降,说明HDPE与m-LLDPE二者具有机械相容性.当HDPE在m-LLDPE的熔体中等温结晶,分子量较高的HDPE结晶速率与纯HDPE相近,m-LLDPE的含量变化对Avrami指数n的影响不大;分子量较低的HDPE指数n和半结晶时间t1/2随m-LLDPE含量的增加逐渐增大,结晶速率随着m-LLDPE含量的增加逐渐下降,表明熔融态的m-LLDPE和HDPE存在着较强的分子间相互作用,二者具有一定的相容性.     

单向热拉伸对聚丙烯透光率的影响

通过对PP进行不同条件下的单向热拉伸,研究了热拉伸条件对PP透光率的影响.由拉伸后试样透光率、结晶性能、晶体结构以及力学性能变化分析表明:在23℃拉伸时,PP透光率远远低于未拉伸的试样,而在120℃拉伸后,PP透光率大大高于未拉伸的试样,拉伸速度的变化对透光率的影响不大,由此可见:温度对PP热拉伸透光率提高的影响远远大...