聚苯乙烯基共聚物混合物的自由体积特性与相容性的关联的研究

【作者】 蒋中英； 蒋锡群； 郁伟中； 夏元复；

【机构】 南京大学物理系； 南京大学化工学院高分子科学与工程系； 清华大学物理系；

【摘要】 本论文以聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)和聚苯乙烯马来酸酐共聚物(分别含7wt%和14wt%马来酸酐)(SMA7和SMA14)的共混物作为研究对象,用正电子湮灭寿命谱学手段和微分扫描量热法(DSC),分别研究了共混物的相容性与共混物不同组分的依赖关系,并比较两种方法的测量结果。从图2a和2b的DSC曲线可以分别看出聚合物共混物的玻璃化转变温度随组分的不同而不同,且都只有一个玻璃化转变温度,由DSC结果可得出所有的共混物是相容的。我们利用PALS方法得出SMMA/SMA7共混物和SMMA/SMA14共混物的正正电子素(o-Ps)的湮灭参数随混合物组分的变化规律。利用聚合物自由体积理论结合Eldrup and Jean共混物自由体积分数fv与共混前的各组分自由体积分数fv1,fv2依赖关系公式fv=fv1Φ1+fv2Φ2+βfv1fv2Φ1Φ2,得出β值与共混物不同配比组分的依赖关系(见图3a和图3b),从而得出SMMA/SMA14共混物在所有的配比组分中均是相容的,也可以说SMMA/SMA14在分子水平上是相容的,而SMMA/SMA7共混物中的β值有正有负,说明该共混物在不同的配比组分在分子水平上从部分相容转变到完全相容。我们用傅立叶红外光谱(FT—IR)研究了聚合物共混物各组分之间的分子相互作用,见图4和表1,从该图及表中的MMA的C=0的伸缩振动峰频率随组分的变化规律可以看出由于SMMA和SMA之间存在某种特定相互作用,SMMA/SMA7(20/80)共混物是存在微观相分离的,SMMA/SMA7(70/30和85/15)共混物是完全相容的,而40/60、50/50共混物是部分相容的。因此我们得出结论利用DSC方法,并结合PALS和FT—IR方法,可以在微观水平上研究共混物的不同组分从不相容到相容的转变,加深理解聚合物共混物的相容性的微观机理。更多还原