分子结构对苯乙烯—丁二烯共聚物相行为的影响

论文摘要

对共聚物体系而言,其最终性能不仅与其化学组成、结构有关,在很大程度上还取决于成型加工过程中凝聚态结构的形成与变化。通常,流变行为,特别是动态流变行为对这种形成与变化有敏感响应。因此本文以苯乙烯—丁二烯共聚物为研究对象,考察一定温度、频率下,具有不同分子序列、分子拓扑结构及组成的共聚体系的动态流变行为,揭示其形态及其特征流变响应与共聚物组成、结构的对应关系。 由于动态流变实验大多在高温、空气介质下进行,氧气的存在和介入不可避免,测试过程中共聚物会因受热氧化交联而引起的体系结构变化将影响对共聚物粘弹行为的考察,因此须采取一定措施防止测试过程中SBS的氧化交联。研究结果表明,SBS在氮气保护下仍不能避免交联反应的发生,只有在SBS体系中加入一定量的抗氧剂1010才能有效抑制氧化交联的发生,使体系长时稳定,保证流变行为测试的正常进行。 以苯乙烯—丁二烯无规共聚物（SBR）和其嵌段共聚物（SBS）为研究对象,考察了分子序列对丁苯共聚物相行为和流变的影响。常温下,TEM观察发现,SBR为均相结构,但在DSC扫描中却出现两个转变,一个是SB无规共聚物的玻璃化转变;另一个不显著的转变是微量PS相的玻璃化转变。而嵌段共聚物SBS则存在微相分离结构,呈双连续相结构,该结构的形成与试样所受热历史密切相关,且在升温过程中会发生有序一无序转变,即微相溶合。这种有序—无序转变与SBS中各组分的运动单元的松弛行为有关,其特征流变响应表现在:高于102℃时,G’ 出现“第二平台”,G" 斜率变大,tan δ出现峰值,且随温度的升高,转变向高频率方向移动。此外,通过计算得到了SBS791的平台模量约为1.70105Pa,缠结分子量约为1.45×104。 以线形SBS（L-SBS）和星形SBS（S-SBS）为研究对象,考察了分子拓扑结构与SBS相行为和动态流变响应的关系。通过TEM观察到常温下L-SBS和S-SBS均存在微相分离结构,L-SBS呈双连续结构,而S-SBS则呈“海岛’’结构。根据其分子拓扑结构给出了L-SBS在一定范围内适用的结构形态示意图。两种SBS在从室温开始的升温过程中均发生了PS相的玻璃化转变和两相的有序—无

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 动态流变学研究的理论基础
• 1.2.1 基本流变参数
• 1.2.2 理想固体与液体的性质
• 1.2.3 聚合物材料的粘弹性质
• 1.3 经典的线性粘弹理论模型
• 1.4 旋转流变仪基本测量原理和测量模式
• 1.4.1 旋转流变仪基本测量原理
• 1.4.2 旋转流变仪的测量模式
• 1.5 共聚物体系的动态粘弹性
• 1.5.1 嵌段共聚物的特征流变响应
• 1.5.2 其他共聚物的特征流变响应
• 1.6 本课题的研究内容
• 参考文献
• 第二章 丁苯共聚物受热氧化与动态流变行为
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 试样制备
• 2.1.3 测试仪器与测试方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 氧化对SBS动态流变行为的影响
• 2.2.2 氮气保护对SBS动态流变行为的影响
• 2.2.3 抗氧剂加入对SBS动态流变行为的影响
• 2.3 小结
• 参考文献
• 第三章 分子序列不同的丁苯共聚物相行为
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 试样制备
• 3.1.3 测试仪器与测试方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 相形态
• 3.2.1.1 SBR的相形态
• 3.2.1.2 SBS的相形态
• 3.2.2 共聚物动态流变行为
• 3.2.2.1 SBR的动态流变行为
• 3.2.2.2 SBS动态流变行为
• 3.3 小结
• 参考文献
• 第四章 分子拓扑结构和相行为
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 原料
• 4.1.2 试样制备及测试仪器和方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 L-SBS和S-SBS的相形态
• 4.2.2 L-SBS和S-SBS的相行为
• 4.2.3 S-SBS的有序-无序转变
• 4.3 小结
• 参考文献
• 第五章 共聚物组成与L-SBS相行为的关系
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 原料
• 5.1.2 试样制备及测试仪器和方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 SBS的相形态
• 5.2.2 共聚组成对特征流变响应的温度依赖性的影响
• 5.2.3 共聚组成对特征流变响应的频率依赖性的影响
• 5.2.4 SBS的松弛时间谱
• 5.3 小结
• 参考文献
• 第六章 添加小分子、粒子对相行为的影响
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 原料
• 6.1.2 试样制备
• 6.1.3 测试仪器与测试方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 填充油对相行为的影响
• 2粒子与动态流变响应'>6.2.2 SBS体系中加入SiO₂粒子与动态流变响应
• 6.3 本章小结
• 参考文献
• 第七章 结论
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文
• 致谢
• 作者简介