PS-b-PMTFPS AB型二嵌段共聚物的结构与性能研究

论文摘要

AB型二嵌段聚合物是由两类不同均聚物链段通过化学键联结形成的共聚物。不同性质的主链如C-C链及Si-O链构成的AB嵌段共聚物具有特殊的有序的微相分离结构和物理化学性质。本文基于构建一具有特定微相分离结构的低表面能聚合物的思想,以苯乙烯（St）与1,3,5-三甲基-1,3,5-（3’,3’,3’-三氟丙基）环三硅氧烷为共聚单体,采用活性阴离子聚合,通过顺序加料法合成了PS-b-PMTFPS嵌段共聚物,并进行了分子结构、微观形态和表面性能的表征与测试。在此基础上,进一步研究了PS-b-PMTFPS对PS/PS-b-PMTFPS共混聚合物体系的表面性能的影响。研究结果如下:通过1H-NMR分析了嵌段共聚物中两嵌段的组成关系,DSC研究表明,PS和PMTFPS嵌段间存在微相分离结构,嵌段共聚物存在两个玻璃化转变温度,随着嵌段组成变化Tg,PMTFPS在-65℃--69℃。利用透射电镜（TEM）观察了嵌段共聚物的微相分离结构,研究聚合物分子量、组成和溶剂对微相形态的影响。PS-b-PMTFPS共聚物的表面性能是一重要物化性质,本文考察了聚合物表面张力随含氟链段组成的变化。结果表明,随PMTFPS链段含量的增加,聚合物膜表面含氟链段占的比例亦随之增大,表面张力下降。本文通过接触角法进一步研究了PS/PS-b-PMTFPS聚合物共混体系中含氟嵌段、热处理温度、热处理时间及涂膜溶剂对共混物表面性能的影响。结果表明,由于含氟嵌段在共混物表面的富集,在较低PMTFPS链段含量下聚合物具有很好的憎水和憎油性;而热处理活化了聚合物内部链结构的活动性,加快含氟链段向表面的富集,进一步降低表面自由能,PS/PS-b-PMTFPS较PS均聚物具有明显低表面能特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1. 1 嵌段共聚物的微相分离和形态研究
• 1. 1. 1 嵌段共聚物微相分离结构研究
• 1. 1. 2 嵌段共聚物微相分离的理论相图
• 1. 1. 3 嵌段共聚物微相分离的热力学分析
• 1. 1. 4 影响嵌段共聚物微相分离的形态结构的因素
• 1. 1. 5 嵌段共聚物微相分离的形态结构与宏观性能的关系
• 1. 2 含氟含硅嵌段共聚物的表面性能研究
• 1. 2. 1 憎水憎油性
• 1. 2. 2 嵌段共聚物的表面张力研究
• 1. 2. 3 含氟含硅嵌段共聚物的表面性能及其表征
• 1. 2. 4 含氟含硅嵌段共聚物与其它聚合物的共混研究
• 1. 3 研究课题的提出
• 第二章 实验及分析方法
• 2. 1 主要原料与设备
• 2. 1. 1 原料与试剂
• 2. 1. 2 实验设备和测试仪器
• 2. 2 聚合物的测试与表征
• 2. 2. 1 凝胶液相色谱（GPC）
• 1H-NMR）'>2. 2. 2 核磁共振谱（¹H-NMR）
• 2. 2. 3 傅立叶红外光谱（FT-IR）
• 2. 2. 4 差示扫描量热仪（DSC）
• 2. 2. 5 透射电镜（TEM）
• 2. 2. 6 接触角测定
• 第三章 聚合物的结构与性能研究
• 3. 1 聚合物的分子结构表征
• 3. 1. 1 聚合物的分子量及其分布
• 1H-NMR）'>3. 1. 2 嵌段共聚物的氢核磁共振（¹H-NMR）
• 3. 1. 3 嵌段共聚物的FT-IR图
• 3. 1. 4 嵌段共聚物的动态力学谱图
• 3. 2 PS-n-PMTFPS共聚物的微相结构表征
• 3. 2. 1 聚合物分子量的影响
• 3. 2. 2 PMTFPS嵌段含量的影响
• 3. 2. 3 溶剂的影响
• 3. 3 接触角法研究嵌段共聚物的表面性能
• 3. 4 本章小结
• 第四章 PS-b-PMTFPS／PS共混物表面性能研究
• 4. 1 嵌段聚合物对PS均聚物憎水、憎油性的影响
• 4. 2 热处理对共混物表面性能的影响
• 4. 2. 1 热处理对共混物表面性能的影响
• 4. 2. 2 退火温度的影响
• 4. 2. 3 退火时间的影响
• 4. 3 不同溶剂涂膜对共混物表面性能的影响
• 4. 4 接触角法研究共混物的表面张力
• 4. 5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献：
• 致谢
• 附录