双连续相PS/PA6共混物临界组分比及相形态研究

摘要

两种或多种聚合物的混合可使它们的物理性能得到互补而获得新的高分子材料，聚合物共混材料在性能上很大程度取决于共混物的相形态。由于聚合物共混物中各聚合物之间往往存在热力学不相容性，因此共混物常呈多相状态，如分散相态、共连续相态等。共连续相形态的聚合物共混材料不仅综合了聚合物的各自的性质，而且有时可以表现出某种特殊的性能。 聚合物共混材料只有在特定的临界组分比范围内才能形成双连续相。在哈克转矩流变仪中研究了螺杆转速、共混温度、共混时间和相容剂对聚苯乙烯/尼龙6(PS/PA6)共混物形成双连续相组成比例范围的影响及PS相连续度的变化规律。结果表明在一定螺杆转速、共混温度、共混时间范围内，PS/PA6共混物形成双连续相组分的比例范围为40/60-65/35；相容剂(SMA或PS-g-PA6)的加入使形成双连续相的比例范围大大减小，相容剂阻碍分散相间的碰撞、降低其凝聚是使双连续相比例范围减小的主要原因。在形成双连续相组分的比例范围内，相同PS/PA6质量比例下，螺杆转速增加使得共混物中PS相连续度增加；温度升高使得共混物中PS相连续度减小；相容剂的加入使得PS相连续度大幅度降低，且随着相容剂含量增加而减小。 共混物相态在成型加工或再次共混过程中会因为操作条件的改变而发生一定的变化。研究了剪切速率对PS/PA6共混物中组分连续度的影响，以及在静态热处理下双连续相态随着温度和时间的变化规律。实验结果表明，共混物PS/PA6(50/50)在一定温度下双连续相态随着时间增长逐渐粗化，温度越高相尺寸随时间延长粗化速度加快。相容剂PS-g-PA6的加入能够减小静态热处理时双连续相态的粗化速度；相容剂的含量越多，双连续相的粗化速度越慢。不同结构的相容剂PS-g-PA6中，PA6支链的链长越长，共混物的双连续相尺寸越小，同PA6支链的疏密相比在双连续相态的稳定性上支链的长短所起的作用比支链的疏密更重要。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章文献综述

2.1引言

2.2聚合物共混物相形态

2.3聚合物共混物相形态演变

2.3.1聚合物组分比

2.3.2聚合物的流变性质及相反转方程

2.3.3共混物的界面张力

2.3.4操作条件

2.4共连续相态表征

2.4.1扫描电镜

2.4.2溶解实验及抽提实验

2.4.3共混物的流变性质

2.4.4共连续相态相尺寸的测量

2.5共混体系的选择及应用

2.6课题的提出

第三章PS/PA6共混物的制备和分析

3.1实验原料

3.2相容剂PS-g-PA6的制备[81]

3.2.1原料纯化处理

3.2.2前聚体PS-g-TMI的合成

3.2.3 PS-g-PA6的合成

3.3 PS/PA6共混实验方法

3.4双连续相PS/PA6相态研究实验方法

3.4.1双连续相的剪切稳定性表征

3.4.2静态热处理

3.5双连续相表征

3.5.1抽提实验

3.5.2 SEM观察形态

3.5.3其它表征方法

第四章PS/PA6共混物形成双连续相的组成范围

4.1螺杆转速

4.1.1临界组分比及PS相连续度

4.1.2相反转方程

4.1.3双连续相态随转速演变

4.2共混温度

4.2.1临界组分比及PS相连续度

4.2.2相反转方程

4.2.3双连续相态随温度演变

4.3共混时间

4.3.1临界组分比及PS相连续度

4.3.2双连续相态随时间演变

4.4相容剂(SMA或PS-g-PA6)

4.4.1临界组分比及PS相连续度

4.4.2双连续相态随相容剂的演变

4.5小结

第五章双连续相PS/PA6共混物相态演变

5.1双连续相PS/PA6(40/60)剪切稳定性

5.2静态热处理时间

5.3静态热处理温度

5.4 PS/PA6质量比例

5.5相容剂PS-g-PA6

5.5.1 PS-g-PA6含量

5.5.2不同结构PS-g-PA6相容剂

5.6小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士学位期间发表的论文