共混物和环氧树脂增韧体系的正电子谱学研究

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1、共概物和环氧树船增韧体系的m}乜子潜学训究摘要本文工作主要包括两部分内容：第一部分，利用正电子湮没寿命潜(PALS)技术研究了两个菲极性～极性聚合物共混体系的相容性：第二部分，对两类环氧树脂增韧体系(分别是环氧树脂胴怫E粒子二元体系和环氧树脂，橡胶刚性／粒子三元体系)进行了研究，利用正电子湮没寿命谱(PALS)技术和扫描电子显微镜(SEM)技术探讨了体系的微观结构与力学性能的关系。1．共混物的正电子湮没谱学研究共混改性可以获得兼顾多种聚合物优点的商性能材料，这种方法已经成为高分予材料科学研究的重点之一，共混物的相容性就成为了获

2、得高性能高分子合金材料的关键。由于正电子湮没技术的探针较小，不会对自由体积产生显著的影响，并且正电子优先定域、湮没在孔穴和缺陷等处，因此通过正电子湮没技术可以得到聚合物的微观结构一自由体积信息。本文使用正电子湮没寿命谱技术研究了PS／PVAc、PS／PMMA这两个非极性一极性聚合物共混体系的相容性。PS与两种极性聚合物PVAc和PMMA的共混均为不相容共混物。自由体积特性结果显示，Ps与PVAc共混的相容性比Ps与PMMA共混的相容性好。并利用扫描电子显微镜观察共混物的断面形貌佐证了正电子湮没寿命谱技术得到的结论。2．环氧树脂

3、增韧体系的研究1)利用无机刚性粒子填充环氧树脂是近年来研究较多的环氧树脂增韧体系之一，但是由于无机物与有机物之间的相容性差，无机粒子在树脂中有很大的团聚趋势，影响了增韧的效果。本文使用动物骨骼～贝壳来代替无机刚性粒子增韧环氧树脂，起到了很好的增韧效果，体系的强度也有较大程度的提高。正电子湮没寿命谱技术对增韧体系自由体积的分析结果显示，与无机纳米碳酸钙相比，贝壳粒子在环氧树脂中充当了更多的物理交联点，并且团聚现象减少。冲击断面扫描电子显微镜的结果显示，在材料受到冲击时，贝壳粒子与环氧树脂的界面上产生了更多的微裂纹，并且分布更加均

4、匀，这很好的解释了贝壳增韧环氧树脂体系强IV共混物和环氧树艏增韧体系的正电子谱学研究度高、韧性好的现象。2)橡胶增韧是研究较早的增韧环氧树脂增韧体系之一，对环氧树脂的增韧效果也十分明显，但由于橡胶相强度差，在增韧环氧树脂的同时对体系的强度有明显的影响，甚至会导致强度下降。本文采用在环氧树脂，橡胶增韧体系中加入增强相一纳米Si02束克服体系强度差的问题。力学性能的结果显示，Si02的加入量适当，对体系有一定的补强效果，并且能够保持橡胶增韧的效果。微观结构的分析结果发现，增强相一纳米Si02的加入，在树脂固化时充当了物理交联点，增

5、加了体系的交联密度。材料断裂时，更多交联点的断裂能够吸收更多的断裂能，使材料的强度提高。关键词：正电子湮没共混相容性环氧树脂增韧贝壳丁腈橡胶V兆混物和环氧树腊增韧体系的J}电子谱学州f究AbstractThisthesisconsistsoftwoparts．Thefirstpartdiscusses，bymeansofpositronannihilationlifetimespectra(PALS)，themiscibilitybetweentwoblends．ThesecondpartstudiestWOcomposite

6、sofepoxyresin(epoxyresin／rigidparticleandepoxyresin／butadiene—acrylonitrilerubber／rigidparticleblendsystem)．PositronannihilationlifetimespectraandScanningelectronmicroscopetechniqueareusedtoanalyzethemicrostructuresofthetwocomposites．Therelationbetweenmicrostructure

7、andnlechanicperformanceisalsodiscussed．1．PositronannihilationlifetimespectratechniqueisusedinpolymerblendBymeansofblending，high-performancematerialsCanbeobtained，ThisprocessbecomesoneofthefociOilmaterialscience．Thecompatibilityoftheblendturnsintothekeyproblemonrecei

8、vinghigh—performancepolymerblendmaterial．BecausetheprobeofPositronannihilationlifetimespectratechniqueisveryminuteness，theinfluenceonthefr