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《东华大学》 2006年
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PS-MMA/ε-CL的原位聚合、原位增容反应及其纳米共混物的形成机理

马访中  
【摘要】:不相容聚合物共混体系的相形态控制是近年来日益受到人们关注的重要课题。通过反应性增容(或原位增容)可有效地改善聚合物组分间的相容性,减少分散相粒子的尺寸,从而提高材料的性能。但一般尚难使分散相尺寸达到100nm以下。最近,人们通过原位聚合及原位增容的技术,首次成功地制备了聚合物纳米共混物,使分散相尺寸达到80nm左右。这是高分子共混领域取得的一个重要进展。因此,深入从热力学和动力学的方面探讨纳米共混物形成的机理,无疑对发展这类新材料具有重要的理论和实践意义。 在本论文中,我们以聚(苯乙烯-CO-聚甲基丙烯酸甲酯)(PS-MMA)为大分子活化剂,系统地研究了PS-MMA与ε-已内酰胺(ε-CL)的原位聚合与原位增容过程,首次制备了具有稳定形态结构的PS-g-PA6/PA6纳米共聚物,对影响纳米共混物形态的各种因素作了系统的研究;此外,还首次从理论上采用GA方法对反应共混物的相形态作了模拟。论文取得的主要结果如下: 1、采用三种不同的共混方法,实施了PS-MMA/ε-CL的原位聚合/原位增容反应。结果表明,用直接共混法,或一步法(A法)时,由于PS-MMA与ε-CL的熔体粘度相差较大,反应物很难混合均匀,因此不能得到粒径均匀的纳米共混物:而采用预溶解法(B法)或溶剂预混法(C法)均能使PS-MMA/ε-CL达到较均匀的混合,因此,在大分子活化剂、小分子活化剂和引发剂存在下,通过原位聚合/原位增容反应过程,可生成较高含量的PS-g-PA6共聚物,从而获得分散均匀的PS-g-PA6/PA6纳米共混物;由C法制备的纳米共混物,在退火乃至熔融后,仍能保持其纳米形态的存在。WAXD分析表明,在PS-g-PA6/PA6纳米共混物中,仍存在不太完善的PA6晶体结构。但从DSC曲线中却观察不到明显的熔融峰。 2、研究了影响PS-MMA/ε-CL原位聚合/原位增容反应的重要因素。结果表明,
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