溶劑誘導(dǎo)PMMA-SAN共混薄膜相行為研究.pdf

1、高分子共混薄膜材料的應(yīng)用越來越廣泛，而薄膜中的相行為是決定其結(jié)構(gòu)和性能的重要因素。非晶型高分子共混薄膜中具有兩類重要的相行為:即共混物的相容性（相分離）和薄膜的穩(wěn)定性（潤濕與去潤濕行為）,當(dāng)二者共存于同一體系中，必然涉及到二者之間的耦合行為，上述相行為對高分子共混薄膜所處氛圍表現(xiàn)出強(qiáng)烈的依賴性。另一方面，該類材料在實際應(yīng)用中，總是處于各種溶劑氣氛的作用下（如空氣中的水分）。因此，對溶劑誘導(dǎo)下高分子共混薄膜相行為開展系統(tǒng)研究是十分必要的。

2、本工作以典型的非晶型高分子共混物PMMA/SAN為模型體系，采用原子力顯微鏡(AFM)和基于同步輻射的掠入射小角X光散射(GISAXS)等實驗手段，對溶劑誘導(dǎo)下高分子共混薄膜的相行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　1.PMMA的選擇性溶劑誘導(dǎo)下PMMA/SAN共混薄膜相行為:研究了PMMA的選擇性溶劑（乙酸）誘導(dǎo)下PMMA/SAN共混薄膜的相行為，首次發(fā)現(xiàn)了溶劑誘導(dǎo)下基于組成漲落的去潤濕，且在薄膜去潤濕的同時伴隨著共混物的相分離行為，即二者

3、同時發(fā)生。這與已有文獻(xiàn)報道的薄膜相行為耦合機(jī)理如“去潤濕-相分離/潤濕”和“相分離/雙層-去潤濕”存在明顯差別;并且，相分離和去潤濕的耦合作用導(dǎo)致復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形成，即靠近基底的類膜和類膜上的小液滴，其中，類膜是PMMA的富集相，小液滴是SAN的富集相。
　　2.膜厚對溶劑誘導(dǎo)下共混薄膜相行為的影響:研究了乙酸誘導(dǎo)下PMMA/SAN共混薄膜相行為對薄膜厚度的依賴性。結(jié)果表明，三種厚度（～0.5Rg、～1Rg、～4Rg）下，共混薄膜的相

4、分離和去潤濕均同時發(fā)生，并得到由類膜和類膜上的小液滴構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu);而隨著膜厚的增加，薄膜去潤濕的速度減緩，最終得到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)尺寸增大，且復(fù)雜結(jié)構(gòu)中“foot”（即類膜上方未被小液滴占據(jù)部分）的面積分?jǐn)?shù)先增大后減小，在膜厚為～1Rg時有極大值。
　　3.共混物組成對溶劑誘導(dǎo)下共混薄膜相行為的影響:不同組成的共混薄膜均同時發(fā)生了相分離和去潤濕，得到了由上下兩部分構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，下部為PMMA富集相，上部為SAN富集相。隨著SAN含量

5、的增加，該復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。一方面，復(fù)雜結(jié)構(gòu)下部，即PMMA富集相，其厚度和面積逐漸減小;另一方面，當(dāng)共混薄膜中SAN含量小于50％時，類膜上SAN的富集相以點的形式存在;其含量大于50％時，SAN以較大的連續(xù)液滴形式存在;其含量等于50％時，SAN表現(xiàn)為雙連續(xù)結(jié)構(gòu)。
　　4.誘導(dǎo)溶劑的選擇性對共混薄膜相行為的影響:研究了PMMA/SAN共混薄膜在PMMA的選擇性溶劑（乙酸）、SAN的選擇性溶劑(DMF)和二者的共溶劑（1，