梯度共聚物接枝纳米粒子的合成及其力学性能

摘要

通过RAFT聚合制备了3种不同序列（无规、嵌段及梯度）的丙烯酸正丁酯（BA）/甲基丙烯酸甲酯（MMA）二元共聚物（PBA-r-PMMA、PBA-b-PMMA、PBA-g-PMMA），以及2种含可交联侧链的聚甲基丙烯酸酰氧基丙基三乙氧基硅烷（PTEPM）的三元共聚物PTEPM-b-（PBA-g-PMMA）和PTEPM-b-（PBA-r-PMMA），三元共聚物中PBA/PMMA分别为无规和梯度结构.这5个共聚物中PBA/PMMA段具有相近的分子量和组分比.三元共聚物通过共组装及交联后得到球状的共聚物接枝纳米粒子NP-（PBA-g-PMMA）和NP-g-（PBA-rPMMA）. DSC结果表明NP-（PBA-g-PMMA）和PBA-g-PMMA具有较宽的玻璃化转变温度区间（～130℃），证明成功合成了梯度共聚物和接枝梯度共聚物的纳米粒子.通过DMA测试和变温拉伸测试发现，在升温过程中梯度结构二元共聚物及其对应的纳米复合材料力学性能呈现渐进式变化，而无规或嵌段对应物力学性能呈现突变，原因是前者具有较宽的玻璃化转变过程.由于无机内核的作用，NP-（PBA-g-PMMA）和NP-（PBA-r-PMMA）表现出更高的力学强度和模量，但断裂伸长率下降.