PMMA/SAN共混物相分离及聚合物水凝胶非均匀聚合的光散射/折射研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengminyan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光学方法,如光散射、折射、干涉等,在不破坏材料内部结构的前提下可以获得有关材料微观结构的信息,并可对动态过程(如相分离、结晶及聚合等)进行实时和全程跟踪,因此在高分子材料物理性质的研究中具有重要作用。本论文用时间分辨的小角激光光散射(SALS)方法研究了低临界共溶温度(LCST)型高分子共混物热致相分离行为的温度依赖性;建立了实时激光光折射的方法,同时以该方法首次观察到了在疏水性基报表面合成聚合物水凝胶时溶液折光指数的空间分布,并研究了聚合过程中聚合物水凝胶与基板之间的界面处的非均匀聚合及其机理。 LCST型高分子共混物的热致相分离机理及动力学的研究具有重要的理论和实际意义。根据Cahn-Hilliard理论,对于发生旋节线(Spinodal)相分离的体系,在接近平衡Spinodal温度时,表观扩散系数与温度呈线性关系,因此将表观扩散系数线性外推至零可以得到平衡Spinodal温度。这样的线性区域能够在聚苯乙烯/聚乙基甲基醚(PS/PVME)等体系中观察到。但文献报道的其它LCST型高分子共混物,如聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PC/PMMA)等,在实验温度范围内无法得到线性区域。无法用线性外推法得到平衡Spinodal温度。目前尚未对LCST型高分子共混物相分离行为的非线性温度依赖性进行系统研究。 本论文第一部分选择组成为60/40的LCST型聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物(PMMA/SAN)共混物为研究对象,用时间分辨的小角激光光散射方法研究了热致相分离行为的温度依赖性。发现PMMA/SAN(60/40)共混物在145℃到208℃之间的热致相分离行为均符合非稳态相分离(即Spinodal相分离)机理,但与PC/PMMA体系相似,在实验温度范围内表观扩散系数及相分离速度与温度的关系是非线性的,无法用线性外推方法得到平衡Spinodal温度。根据Cahn-Hilliard理论,可以认为,PMMA/SAN的平衡Spinodal温度可能远低于实验温度。论文进一步发现相分离初期的表观扩散系数及相分离速度的温度依赖性符合时温等效原理,并可用Williams-Landel-Ferry(WLF)方程描述。相分离后期,相分离速度也符合时温等效原理,并可用WLF方程描述。由上述WLF方程可以推算出平衡Spinodal温度,发现平衡Spinodal温度比PMMA/SAN的玻璃化转变温度还要低。但遗憾的是,从动力学上考虑,高分子链段在玻璃化温度以下被冻结,难以发生相分离,因此用WLF方程得到的平衡Spinodal温度难以用实验方法验证。 论文初步讨论了PMMA/SAN共混物相分离行为非线性温度依赖性的原因。根据文献报道,PSrpVME共混物的平衡Spinodal温度与实验温度范围较接近,在实验温度范围内熔体粘度对温度不敏感,相分离速度主要由相互作用参数决定。这是能够在PS/PVME 中观察到线性区域的原因。而本论文研究的PMMA/SAN 共混物的平衡Spinodal温度可能远低于实验温度范围。根据SALS实验的结果,在实验温度范围内,PMMA和SAN的相互作用参数对温度不敏感,因此相互作用参数对相分离速率的温度依赖性影响不大。在Spinodal相分离的初期和后期相分离速率分别主要由大分子的扩散速率及熔体的粘度控制。这是相分离行为服从时温等效原理的物理基础。在接近玻璃化转变温度时高分子链段的运动、扩散速度非常缓慢,相分离速度也非常缓慢,因此用恒温相分离方法确定LCST型高分子共混物的相图时,必须注意在较短的时间范围内可能无法正确判断样品在该温度下能否发生相分离。 讨论了用升温法测定高分于共混物浊点温度时浊点温度与升温速率的关系。发现在升温速率较大时,浊点温度与升温速率近似符合线性关系,但由此线性外推得到的温度远高于真实的平衡浊点温度,因为用恒温实验可以发现,在线性外推值以下较宽的温度范围内仍然可以观察到显著的Spinodal相分离行为。当升温速率进一步降低时,浊点温度急剧下降,与升温速率完全呈非线性关系。因此对于PMMA侣AN一类的高分子共混物体系,无法用简单的线性外推法获得准确的平衡浊点温度.同时发现,浊点温度和升温速率的非线性关系与恒温实验中发现的相分离速度对温度的非线性依赖性是一致的。 论文第二部分首先介绍了在疏水性基板(如聚四氟乙烯等)表面合成聚合物水凝胶时的基板效应。聚合物水凝胶的表面物理化学性质决定于合成时所使用基板的亲、疏水性。在疏水性基板表面聚合得到的凝胶表面具有较低的模量、摩橡系数和较高的溶胀度,与生物细胞的相互作用及生物细胞在凝胶表面的分裂、训展行为等也与在亲水性基板表血衍到的凝胶有显著不w。基板效应的另-个典型例子是在聚米乙烯试管中合成乡孔浆合物水凝胶时,所得到的材料具有明显的皮芯结构,凝胶表层通常不含微孔构巡。显然,蚀板效应及聚合物水凝胶的表面物埋化学性质的研究对于聚合物水敝胶在生物及工W 领域的应用具有重要的意义。 激光散斑干涉法曾被用来研究基板效应。激光散斑干涉法中通过样品池的光束与参 考光柬发生干涉。单体溶?
其他文献
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
宣武区10月11、12日在北京66中召开中青年体育教师评优课现场观摩,区教育局、体委领导,各学校有关领导和部分体育教师出席了观摩会。此次评优课从今年3月至10月经过校、区两
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
以过硫酸铵为引发剂、十二烷基硫酸钠为乳化剂,于70℃下进行了VAc/MMA种子与非种子半连续乳液共聚合。实验考察了组分、操作条件及种子与非种子聚合方式对体系稳定性、聚合速率
一场篮球比赛胜负,是以某队投中对方球篮的球所得分值累计的多少决定的。我国篮球要跻身世界强队行列,攀登篮球运动高峰,必须从我国篮球运动员的实际条件出发,研究篮球运动发
混凝土因其取材广泛、可浇筑成各种形状,成为当今桥梁建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但其也有弊端,本文总结了混凝土桥梁开裂的原因,找出控制办法,以起到防范于未然的作用
本文主要研究装载机液压系统的泄漏问题,针对装载机液压系统泄漏的主要影响因素进行分析,并提出装载机液压系统泄漏的简单防治措施,以促进液压系统工作安全性的改善,从而提高
明确的经营理念、正确的战略和经营策略、有效的管理系统和管理方法、卓越的经营者和强大的执行力及凝聚力,所有这一切构成许多台资企业的成功之道。大陆企业应该虚心研究和学
研究了大连市石门山丘陵区灌木丛、针叶林和阔叶林三种不同植被类型条件下的浅层土壤水分和养分状况。结果表明:土壤含水率变化在10%~20%之间,阔叶林样地土壤含水率全年波动较