聚合物纳米共混物的制备表征及结晶行为的研究

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1、聚合物纳米共混物的制备、表征及结晶行为的研究摘要聚合物共混已成为高分子材料领域制备新材料的重要途径。材料的性能在很大程度上依赖于其所形成的相形态结构。近年来通过原位增容、原位聚合的途径已成功制备了聚合物纳米共混物，这类材料显示出优异的韧性和特殊的结晶行为。因此，进一步探索制备聚合物纳米共混物的新途径，无疑是聚合物共混领域中一个具有重要理论和实践意义的课题。本论文分别利用原子转移自由基聚合法(ATI冲)和乳液聚合方法制备了嵌段共聚物PVA-b．PS和无规共聚物PAA．co．PS，并采用溶液浇铸法制备了PVA-

2、b．PS／PPO、PVA-b．PS／PE0和PAA．co．PS／PE0三个系列的聚合物共混物。对两亲性嵌段共聚物PVA-b．PS的白组装行为以及其与PP0共混后经微相分离制备纳米共混物作了系统的研究。对PVA-b—PS及PAA．co．PS与PEO共混体系的氢键特殊作用作了仔细的表征，并通过调节分子链间氢键强度制备了PAA．co．PS／PE0的纳米共混物；深入讨论了特殊作用对共混物的熔融及结晶行为的影响。论文取得的主要结果如下：1．用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了聚(乙烯醇-b．苯乙烯)PVA-b—P

3、S嵌段共聚物，通过FTIR、1HNMR以及GPC等测试方法对其组成、分子量和分子量分布进行了表征，结果显示：采用采用ATRP法能制备得到结构明确、分子量分布相对较窄的两亲性嵌段共聚物。这类共聚物在选择性溶剂中具有自组装行为；其所形成的胶束尺寸与共聚物的嵌段比及溶液的浓度有关2．通过溶液共混法制备了PVA—b—PS／PEO和PAA—co—PS／PE0两个系列的高分子共混物。并用FTIR对共混体系中，PVA、PAA与PEO之间氢键特殊作用强度作了表征，结果表明PEo与PAA—co—PS之间的特殊作用要强于与PS

4、—b—PVA之间的作用。同时研究表明，聚合物共混溶液的特性粘度与共混物的表面能均随体系中氢键特殊作用的增强而减小；其玻璃化转变温度Tg随共混比的变化，即氢键特殊作用密度的改变，而与线性加和值存在显著的负偏差。3．通过微相分离及通过调节氢键特殊作用两种途径分别制备PVA-b．PS／PPO及PAA．co．PS／PEO两类聚合物纳米共混物。AFM分析结果表明，经微相分离制得的PVA-b．PS／PPo纳米共混物，其分散相尺寸随PVA-b．PS含量的减少而降低。而对PAAl5．co．PS／PEo的SEM分析显示，当共

5、混物中PAAl5-co．PS含量达到30嘶％和50叭％时，体系中的分散相尺寸均在纳米尺寸范围内。4．采用DSC法对P、，A—b—PS／PEO和PAA—co—PS／PEO两个体系共混物的熔融与结晶行为以及非等温结晶动力学进行了研究。结果表明，上述体系样品的Tc和Tm以及相对结晶度Xt都随无定型组分含量的增多而降低；非等温结晶动力学研究表明，结晶速率Zc受氢键特殊作用的影响显著，但对成核机理影响不明显。根据Kissinger公式估算测得的P从一co—PS／PEO及PVA—b—PS／PE0的结晶活化能分别为243

6、．97J／mol和104．4J／mol，表明特殊作用越强，其结晶活化能越高。偏光显微镜(POM)观察表明，共混体系中的PEO均能生成良好的球晶形态，但特殊作用弱的体系球晶生长较快。关键词：聚合物纳米共混物，氢键特殊作用，微相分离，嵌段共聚物，结晶．StudyonPreparation，CharacterizationandCrystaIlizationBehaViorofPolymerNanoblendsABSTRACTPolymerblendinghasbecomeanimportantroutetode

7、Velopnewmaterialsinthepolymermaterialsfield．Thepropeniesofthesematerialsprimarilydependonthephasemo叩hologyofpolymerblends．Inrecentyears，thepolymernanoblendshavebeensuccess如llypreparedbyinsitecompatilizatio∥insitepolymerization，whichexhibitedexcellenttoughn

8、essandspecificc巧stallizationbehavior．Therefore，thestudyofexploringnewroutestopreparenanoblendshasprofoundsignificanceinboththeoreticalresearchandpracticalwork．Inthisthesis，ablockcopolymersPVA-b—PSandrandomcop