離子型三嵌段及接枝型共聚物彈性體結構與性能關系.pdf

1、聚合物多相共混和共聚是研究聚合物新材料有效的途徑。在聚合物共混和共聚過程中，涉及到復雜的聚集態(tài)結構變化，形成復雜的宏觀相分離或者微觀相分離結構。這種相分離的形貌結構可以使材料的宏觀性能從凝膠到彈性體再到塑料轉變。掌握新材料其微結構與性能關系，并在此基礎上通過加工過程有目的的控制微觀結構來獲得高性能的材料，是本研究工作的重點。本工作主要研究合成調控新型彈性體結構性能及聚合物間擴散動力學，主要研究內容包括以下四個方面:
　　1.三嵌段

2、共聚物彈性體(TBCPEs)的微相分離一直是研究的重點，而探索微結構與宏觀性能的關系更是重中之重。本研究工作成功合成了軟-硬-軟結構序列的TBCPEs。通過兩官能度的RAFT試劑(PMHD)合成聚丙烯酸異冰片酯大分子引發(fā)劑(PIBA-CTA)，然后在PIBA-CTA兩末端共聚丙烯酸丁酯和一乙烯基咪唑，形成兩端軟段，中間是硬段的TBCPEs。通過NMR、DSC以及TGA等手段表征了產(chǎn)物TBCPEs。然后通過流變學研究TBCPEs的ODT轉

3、變及其轉變動力學。通過真空退火完善聚合物微相分離結構，進一步測試了它的力學性能，建立微結構和力學性能之間的關系。
　　2.BAB三嵌段共聚物彈性體力學強度較低，本工作通過在兩端軟段中引入的微量功能單體咪唑(Ⅵ)，與金屬鋅離子形成配位交聯(lián)網(wǎng)絡，來增強彈性體的力學性能。2wt％的Ⅵ基團分散在丙烯酸丁酯(BA)嵌段中，與加入的氯化鋅(ZnCl2)形成金屬配位鍵，構建了物理交聯(lián)網(wǎng)絡。這種物理交聯(lián)網(wǎng)絡以犧牲鍵形式存在，在結構破壞中耗散能量，

4、這樣可以同時提高彈性體的力學強度和斷裂伸長率。
　　3.以纖維素作為剛性主鏈，通過可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(RAFT)方法在主鏈上接枝了丙烯酸丁酯和咪唑共聚物軟段，并且與金屬鋅離子形成配位交聯(lián)網(wǎng)絡構建了新型熱塑性彈性體。實驗表明纖維素剛性鏈以及金屬配位鍵可以顯著提高熱塑性彈性體的力學性能。而且存在的金屬配位交聯(lián)使彈性體具備兩重甚至三重溫度記憶功能，這種方法制備的的纖維素彈性體簡單易行，可以應用于人工肌肉等智能領域。
　　4.

5、聚合物間的擴散行為研究，是聚合物焊接、混合以及相分離控制過程中經(jīng)常遇到的問題。擴散行為受到很多因素影響，諸如，分子量、分子的拓撲結構以及聚合物間相容性。簡單精確的研究聚合物界面擴散動力學可以給聚合物原位共混加工提供有力的理論指導。然而很多光譜學研究界面擴散需要先進的技術以及復雜的分子標記。本研究工作在前人創(chuàng)建的流變學改進模型上，定量的研究聚乳酸(PLA)/聚氧化乙烯(PEO)體系熔體界面擴散的動力學行為。利用Zhang-Lamnawar

6、-Maazouz(ZLM)模型，計算出界面擴散系數(shù)以及擴散位移。
　　本論文主要創(chuàng)新點:
　　1)系統(tǒng)研究了軟硬軟TBCPEs微相分離結構，并且通過流變學手段詳細研究了ODT轉變，以及其轉變動力學，建立微結構性能關系。
　　2)在TBCPEs體系引入了功能單體咪唑，構建了金屬配位交聯(lián)網(wǎng)絡，并且研究了微觀結構與力學性能關系。
　　3)以生物質的纖維素作為剛性鏈，通過RAFT聚合方法在丙烯酸丁酯軟段中引入功能單體咪唑