高分子共混物形态迟滞的研究

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1、目录第一章前言1第二章实验部分42.1实验原料42.2实验设备42.3实验方法及步骤5第三章结果与讨论63.1光学剪切系统研究PIB/PDMS共混物形态迟滞现象63.1.1RN与预测模型的对比73.1.2RV与预测模型的对比73.2流变法研究PIB/PDMS共混物形态迟滞现象83.3纳米SiO2粒子对PIB/PDMS形态迟滞的影响12第三章结论16致谢18附录一综述19附录二翻译2718纳米SiO2填充PIB/PDMS共混体系形态迟滞现象的研究高分子材料加工工程作者：刘顿指导老师：黄亚江摘要：本实验用光学剪切系统和流变法研究了不相容PIB/

2、PDMS共混物的形态迟滞现象以及添加纳米SiO2粒子的影响。通过数据分析及绘成函数图表，并与相应的理论模型进行对比，实验得到与文献报道一样的形态迟滞区域，在这个区域内，改变剪切速率，分散相尺寸大小没有明显的变化。加入亲水性纳米硅粒子后，形态迟滞区受破碎线位置的改变的影响而变大，而加入疏水性纳米硅粒子后，形态迟滞区受凝聚线位置的改变的影响同样出现变大的情况。经过进一步理论分析，推测这种变化可能与纳米硅粒子在PIB/PDMS共混物中的分布有关。关键词：纳米二氧化硅（SiO2）PIBPDMS形态迟滞18Morphologicalhysteresi

3、sinPIB/PDMSblendsfilledwithsilicananoparticlesPolymerMaterialsProcessingEngineeringStudent:DunLiuSupervisor:YajiangHuangAbstract:ThemorphologicalhysteresisphenomenoninimmisciblePIB/PDMSblendsandtheinfluenceofsilicananoparticleswereinvestigatedbyusingoptical-sheartechniquea

4、ndrheologicalmethod.Amorphologicalhysteresisregioninwhichnodropletsizechangedasvaryingtheshearratesbytheexperimentaldataandfunctiongraphingandthatcomparingwiththetheoreticalmodels.Itwasfoundthattheexpansionofthemorphologyhysteresiszoneinhydrophobicnanoparticle-filledblends

5、temmedfromthesuppressionofdropletcoalescence.However,alessexpansioninthemorphologicalhysteresiszoneforhydrophilicnanoparticle-filledblendwasduetothatthebreakupofPIBdropletsbecamemoredifficultthanthatinparticle-freeblend.Theeffectofnanoparticlesonthecoalescenceandbreakuppro

6、cessesofPIB/PDMS(10/90)blendscanbeinterpretedbytheirlocalizationintheblends.Keywords:nano-SiO2;PIB;PDMS;morphologicalhysteresis18第一章前言流场下分散相的最终尺寸是液滴破碎和凝聚过程相互竞争的结果[1]。但是一些研究者发现，在一个临界的剪切速率之下，分散相的平衡尺寸却由其初始形态决定[2,3]。Elmendorp[2]最早讨论了由分散相破碎和凝聚得到分散相尺寸和剪切速率的关系，如图1所示。图1Elmendorp图：

7、液滴大小与剪切历史的关系deBruijn[4]结合实验数据，对简单剪切场下单个液滴破碎的临界毛细数进行了对数拟合，得到破碎线的理论预测模型：(1)这里毛细数和粘度比经常用来表征流场下分散相的稳定性[5-6]，这里是剪切速率，是基体相粘度，是静态液滴的尺寸，是两相界面张力，是分散相粘度。当毛细数超过临界毛细数时，液滴发生破碎。凝聚线是Chesters等[7]根据界面移动性提出不同排摸理论，三种理论模型如下：完全可移动界面模型（FMI），部分可移动界面模型（PMI18）和不可移动界面模型（IMI）：IMI:(2)PMI:(3)FMI:(4)这里

8、是临界破膜厚度。图中破碎线上方为破碎区，凝聚线下方为凝聚区。给定一个恒定的剪切速率，分散相（液滴）在破碎区和凝聚区内分别只经历破碎过程和凝聚过程，尺寸到达破碎线或凝聚线的对应值时