浅析《高分子共混改性》课程中的“相容性”

《高分子共混改性》是高分子材料相关专业的一门专业课程。高分子共混物组分之间的“相容性”是该课程的重点及难点所在,同时也是高分子共混改性科学研究领域的一个重要组成。目前,相关教材中与相容性相关的概念有多种,但具体介绍相容性的内容却很少,容易令人混淆,使“相容性”的教与学都存在困惑。对这些概念进行了辨析并对如何理解高分子共混物的相容性进行了详细阐述。

高分子共混物梯度相结构形成过程中的界面效应

通过在高分子共混物内部引入不同的第三相界面 ,系统地研究了退火热处理条件下该界面对于共混物梯度相形态形成的影响 .对具有一定初始粒径的共混物体系或初始近似为均相的共混体系 ,在第三相界面的诱导下 ,均能形成梯度相形态 .探讨了诱导界面间距与体系相结构的关系 .结果表明 ,当两个诱导界面间距小于所生成梯度层厚度的两倍时 ,梯度结构趋于交叠 .继续减小诱导界面间距 ,则梯度结构趋于消失 ,诱导界面间共混物中分散相粒子快速长大 ,界面的诱导作用遍布整个样片 ,证实了我们所提出的“高分子共混物中二维条件下界面诱导加速分散相粒子粗化凝聚”

相分离高分子共混薄膜退火和准淬火的原位原子力显微镜研究

The morphology and phase shift of phase-separated PMMA/SAN thin film on silicon wafer were studied by in situ AFM with hot stage through the annealing and quasi-quenching. The results show that the phase shifts are different between high temperature and room temperature, and between ultrahigh vacuum and ambient and between in situ and ex situ although the morphologies are almost invariable. The reasons were discussed simply.

电场条件下高分子共混物组分浓度梯度化的研究

研究了聚乙烯醇 /聚丙烯酸高分子共混物水溶液中 ,共混物各组分在电场诱导条件下沿电场方向的浓度梯度分布情况 .通过测定不同时刻 PVA/ PAA高分子共混物水溶液在电场的不同区域内的 p H值 ,研究了电场诱导下共混物各组分沿电场方向的迁移过程 .结果表明 ,PAAn-向电场正极迁移 ,同时由于浓差梯度 ,PVA向负极迁移 ,并形成浓度梯度分布 .随时间的延长 。

玻璃基板作用下高分子共混物薄膜相形态发展过程

研究了玻璃基板作用下极性高聚物为低组分的共混物薄膜在退火条件下相形态的发展过程 .选用聚苯乙烯 (PS) 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)与聚苯乙烯 (PS) 聚ε 己内酯 (PCL)两个体系 ,在玻璃基板上Spin Coating成膜后退火 .由于共混物薄膜中极性相对较大的高聚物组分 (PMMA和PCL)相对于极性较小的PS组分对玻璃基板具有更好的润湿性 ,所以在上述的两个共混薄膜体系中其相形态分别显示PMMA和PCL在低组分比例下最终发展成为连续相 .利用扫描电镜以及元素分析很好地验证了以上的结论 ,并且对其机理进行了解释 .此外 ,改变PS的分子量与PCL共混 ,研究了组分粘度对薄膜相形态发展的影响 .结果表明 ,PS组分粘度越大 。

高分子共混物中氢键的作用Ⅰ.氢键的特征描述以及影响因素

高分子共混物中氢键的存在能促进共混组分具有更好的可混和性。因此,研究高分子共混物中的氢键对高分子的共混改性具有重要的理论和实用价值。本文参考近年来的文献资料,报道了高分子共混物中氢键的特性描述以及影响氢键的各种因素。本文的下篇《高分子共混物中氢键的作用Ⅱ.氢键对高分子共混物性能的影响以及引入方法》将继续介绍高分子共混物中氢键的作用,其总结了氢键的存在对高分子共混物性能的影响和引入氢键的主要方法。

高分子共混物分散相尺寸和形状的表征

本文将颗粒大小测定方法引入到高分子共混物的分散相尺寸测定中 ,验证了这是表征分散相尺寸可行的方法。通过对高分子共混物 (PP PA1 0 1 0 )脆性断面的电镜照片进行计算机处理和统计 ,得到分散相的粒径分布。发现各种当量直径 (dF、dP、dC)均较好的符合正态分布 ,并求出了其分布函数 ,还找到了一种参数 (ΨW =dC dF)可以表征颗粒的形状。另外 。

高分子共混物薄膜表面形貌形成过程中的溶剂效应

采用原子力显微镜观测了由四氢呋喃和 2 -丁酮分别作为共溶剂制备得到的聚苯乙烯 /聚甲基丙烯酸甲酯 ( PS/PMMA)共混物薄膜的表面形貌 .研究发现 ,溶剂效应对共混物薄膜的表面形貌有较大影响 ,表面形貌中凸起与凹坑的组分分布是由溶剂效应决定的 ,与组分比无关 .

高分子共混物中氢键的作用Ⅱ.氢键对高分子共混物性能的影响以及引入方法

高分子共混物中氢键的存在能促进共混组分具有更好的可混和性。因此,研究高分子共混物中的氢键对高分子的共混改性具有重要的理论和实用价值。本文是《高分子共混物中氢键的Ⅰ.氢键的特征描述以及影响因素》的下篇,将继续介绍高分子共混物中氢键的作用,主要包括氢键对高分子共混物性能的影响以及主要的引入氢键的方法。特别地,本文通过将高分子共混物分为合成高分子与合成高分子共混物,合成高分子与天然高分子共混物以及合成高分子与其它物质共混物,总结了氢键存在对共混物性能的影响。

含氢键高分子共混体系的分相动力学研究

经过共聚改性的含羟基聚苯乙烯PS(OH)可以和许多含质子接受基团的聚合物形成氢键而成为互溶体系,本文着重研究这类含氢键共混体系的相分离动力学以及它们的相图。PS(OH)是由苯乙烯与对-六氟异丙醇-α-甲基苯乙烯共聚得到。它与聚甲基丙烯酸丁酯PBMA组成的共混物用温度跃变光散射法研究分相动力学行为。分相初期,符合Cahn-Hilliard-Cook线性理论,共混物具有LCST性质。由于PS(OH)中只含有1.5mol%OH基团,使得共聚物的组成不均匀,以及PS(OH)和PBMA的分子量多分散性,导致共混物的临界共溶点不在亚稳单相极限线(Spinodal curve)和稳定单相极限线(Binodal Curve)的最低点。对于临界组成的共混物在分相后期相区的增长按Siggia模型进行。而非临界组成的共混物按Lifshitz-Slyozov模型进行而且散射光强I(q,t)随散射矢量q的变化出现与q无关的峰,这与金属氧化物的共混物有类似的情况。

电子型／离子型导电高分子共混物

用苯胺在酸性水溶液中进行化学氧化聚合，合成了能溶于Ｎ－甲基吡咯烷酮的高分子量聚苯胺（ＰＡｎ），并用这种ＰＡｎ与一种高分子固态离子导体——聚乙二醇聚醚氨酯脲（ＰＥＵＵ）和ＬｉＣｌＯ４的复合物（ＰＥＵＵ－ＬｉＣｌＯ４）进行溶液共混制得了具有电子型／离子型两种导电功能的新型高分子共混物。用差示扫描量热法、动态粘弹仪、应力－应变试验、四探针法和交流阻抗谱对这种高分子共混物进行了研究。实验结果表明，上述ＰＡｎ和ＰＥＵＵ－ＬｉＣｌＯ４是相容的。

星型高分子共混体系的相平衡、相分离和相界面的统计力学理论

在平均场近似下求得了星型高分子共混体系的混合自由能及其相分离动力学方程.本文的理论结果表明,星型高分子共混体系与线型高分子共混体系相比具有更快的相分离速度.而且,因其相界面张力较低,体系较易形成更多的相界面,浓度涨落的临界波矢也更大.除此之外,由于在相同分子量的条件下星型高分子的尺寸要小,因此其相界面更窄.当星型高分子的臂数为1或2时,所有结果均合理地还原到熟知的线型高分子共混体系的结果.因此,本文的结果具有更大的普遍性.

以改进的荧光非辐射能量转移法研究高分子共混物

荧光非辐射能量转移(NRET)法可灵敏地反映出在几纳米尺度上分子相互作用的信息。这一性质已广泛用于高分子共混物相容性的研究。通常的NRET方法是通过测定两种聚合物链的相互接近的程度得到有关相容性的信息。但相区的大小与形态都会影响能量转移的效率,且需对共混物中的组成聚合物分别以荧光能量给体和受体进行标记,与此不同。

四元高分子共混体系Spinodal方程的理论推导

将经过改进的Flory状态方程(EOS)理论,引入到四元均聚高分子共混体系得到四元体系的Flory状态方程.通过对高聚物共混自由能(△Gm)的热力学判据的讨论,得出了四元均聚高分子共混体系相容性的临界条件,从而推导出四元均聚高分子共混体系的Spinodal方程.

三元高分子共混体系Spinodal方程的理论推导

将经过改进的Flory状态方程 (EOS)理论 ,引入到三元均聚高分子共混体系 ,得到三元体系的Flory状态方程。通过对高聚物共混自由能 (ΔGm)的热力学判据的讨论 ,得出三元均聚高分子共混体系相容性的临界条件 ,从而推导出三元均聚高分子共混体系的Spinodal方程。

增塑剂法研究高分子共混物的相平衡曲线

经共聚改性的聚苯乙烯PS(OH)与聚甲基丙烯酸丁酯PBMA形成的互溶体系具有LCST行为。由于体系的玻璃化温度较高。分相温度与玻璃化温度接近。使分相时的浊点温度受升温速率影响很大,以致浊点曲线与相平衡曲线有一定的差距。本文以邻苯二甲酸二丁酯DBP为增塑剂加入PS(OH)/PBMA共混体系中,在一定的升温速率下测浊点温度,并对增塑剂作零浓度的外推,由此得到的浊点曲线与相平衡曲线完全一致。证实了增塑剂法的可靠性。加入增塑剂后浊点温度随升温速率变化平缓,更接近相平衡点,显示了增塑剂法的有效性。

“光学-剪切仪”在线研究高分子共混物的形态及其演化

介绍了“光学-剪切仪”的工作原理及应用领域,并以聚乙烯/聚苯乙烯共混物为对象在线研究了该共混物的形态及其演化。

高分子共混薄膜的分相结构与力学性能

结合蒙特卡罗(MC)方法和三维弹簧格子模型,发展了一种从非均相高分子材料的组成出发,预测材料的微观结构及力学性能的连续介观模拟方法。计算结果显示:A-B高分子共混薄膜的形貌与共混比例密切相关,改变薄膜中两种聚合物的共混比例对薄膜整体的力学性能有较大的影响。

高分子共混物增容用反应性高分子

多相高分子共混物的研究已成为开发新型高性能高分子材料的重要途径之一。然而，简单的高分子共混物通常具有较低的力学性能和不稳定的形态，因此，高分子共混物的增容是很必要的。传统的增容方法是加入嵌段或接枝共聚物作为增容剂，然而，共混过程中通过反应性高分子就地形成增容剂的方法越来越受到重视。本文综述了用于高分子共混物增容的反应性高分子的类型、制备方法、应用体系及共混过程中所进行的化学反应。用于高分子共混物增容的反应性高分子按照它们所含有的反应基团分成８类：马来酸酐、羧酸、羧酸衍生物、胺类、羟基类、杂环类、离聚物类和其它。

高分子共混物剪切流动的研究 Ⅱ.动力学及其它研究方法

文章是《高分子共混物剪切流动的研究Ⅰ.研究概况及热力学方法》的续篇,介绍高分子共混物剪切流动的研究进展,涉及动力学、散射光和数值模拟等三种研究方法。