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聚合物共混体系相容性的分子模拟

薛兆君  
【摘要】:聚(2,6-二甲基1,4-亚苯基醚)(PPE)和聚(苯乙烯-co-丙烯腈)(SAN)的共混体系具有广泛的商业价值,但二者的相容性受局限。三嵌段共聚物:聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(SBM),被用作增容剂来提高PPE/SAN共混体系的相容性。本文中通过分子模拟模块分子动力学(MD)和耗散颗粒力学(DPD)的运行来研究影响共混体系相容性的因素并对Flory - Huggis参数χ径向分布函数(RDF)以及形态图加以分析。结果表明:SAN中苯乙烯(S)含量较高(高于90 wt%),质量分数为60%时体系相容最好。对于加入SBM的PPE/SAN共混体系,随着SBM加入量的增加,PPE/SAN相容性先增加后下降。而且SBM的S链较长,会导致PMMA被PB包裹,而PB又被PS包裹,从而对于相容性起抑制作用。从模拟结果中χ以及RDF可以看出最具有商业价值的共混体系为PPE/SAN/SBM质量比36/54/10,其中S在SAN中的含量高于90wt%。对于SBM,苯乙烯(S)/丁二烯(B)的链长比小于1,而B和M的链长比为1. 高抗冲聚苯乙烯(HIPS)具有较好的抗冲击强度,SEM等手段研究认为其性能源于具有微观相结构的两相性。本文通过分子模拟方法,研究了HIPS分子结构中PS/PB接枝结构对其相行为的影响。Flory - Huggis参数和径向分布函数g(r)分析表明:PS/PB的共混体系中,当PS/PB的质量比为60/40时,体系具有最好的相容性。在PB增韧PS的过程中,会有接枝共聚物PB - g - S生成。对于重复单元数相同PS接枝链的PS/PB - g -S体系,双接枝共聚物(PB - g - S(G=2))比单接枝共聚物(PB - g - S(G=1))与PS具有更好的相容性。


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