典型多相聚合物中微相結(jié)構(gòu)、相互作用及動(dòng)力學(xué)的固體NMR研究.pdf

1、設(shè)計(jì)和制備性能優(yōu)異的多相聚合物材料是現(xiàn)代高分子科學(xué)研究的主要任務(wù)之一,其中多相聚合物體系的微相結(jié)構(gòu)、相容性、分子間相互作用及動(dòng)力學(xué)是直接影響材料性能的關(guān)鍵因素,也是高分子物理理論研究的基本問(wèn)題。本文以苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙烯苯酚(PMMA/PVPh)共混物等多相聚合物為研究對(duì)象,綜合利用多種固體NMR技術(shù)并發(fā)展新的檢測(cè)方法,同時(shí)結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算對(duì)多相聚合物體系的相容性、相區(qū)尺寸、界面厚度、鏈間弱相互作用及分子運(yùn)

2、動(dòng)等問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究。本研究主要包含以下兩部分內(nèi)容：
　　 ㈠采用偶極濾波-自旋擴(kuò)散固體NMR技術(shù)研究了具有不同嵌段結(jié)構(gòu)的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(兩嵌段共聚物SB和三嵌段共聚物SBS)的界面相厚度隨溫度的演化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)(25～80℃),含有相同剛性相PS(32wt％)、不同嵌段結(jié)構(gòu)的苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物的界面厚度均隨溫度的增加而增加,該趨勢(shì)與自洽平均場(chǎng)理論(SCFT)的計(jì)算結(jié)果相符；但二者的界

3、面厚度不同,SBS界面厚度大于SB,表明剛性-柔性嵌段共聚物的界面厚度不僅與鏈段間的相互作用參數(shù)(γ)有關(guān)還與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān),這與嵌段共聚物熔體界面相演化的經(jīng)典SCFT理論預(yù)言不同,這一發(fā)現(xiàn)深化了關(guān)于嵌段共聚物微相分離的高分子物理理論的認(rèn)識(shí)。
　　 ㈡以PMMA/PVPh聚合物共混物為研究對(duì)象,基于多脈沖相位調(diào)制技術(shù),發(fā)展了利用化學(xué)位移濾波(CSF)結(jié)合自旋擴(kuò)散測(cè)定剛性/剛性共混物微相結(jié)構(gòu)的固體高分辨NMR新技術(shù)。利用該技術(shù)結(jié)合

4、自旋擴(kuò)散方程數(shù)值模擬測(cè)定了體系的相區(qū)大小,并對(duì)共混體系的相容性進(jìn)行了深入研究；通過(guò)高分辨二維1H-1H自旋交換譜和13C-1H異核相關(guān)譜(HETCOR)檢測(cè)到該體系中的氫鍵相互作用位點(diǎn)；并首次結(jié)合13C化學(xué)位移各向異性(CSA)的量子化學(xué)計(jì)算及檢測(cè)CSA的NMR技術(shù)(SUPER)研究了該體系中鏈間的氫鍵相互作用和分子結(jié)構(gòu)的空間排布；采用檢測(cè)13C-1H偶極相互作用的分離局域場(chǎng)NMR技術(shù)(PISEMA)還觀測(cè)到該剛性-剛性體系中由于氫鍵相