環(huán)氧樹脂共混物中相容性、結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)的DSC及固體NMR研究.pdf

1、本論文以環(huán)氧樹脂/聚乙二醇(ER/PEO)等熱固性共混物為研究對(duì)象,以差示掃描量熱(DSC)和固體核磁共振(NMR)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為主要研究手段,系統(tǒng)研究了共混物中相容性、分子相互作用、組分運(yùn)動(dòng)性、PEO受限結(jié)晶等問題。本論文主要開展了以下兩個(gè)方面的研究工作:
　　 (一)ER/PEO共混物的相容性、動(dòng)力學(xué)以及受限結(jié)晶的常規(guī)DSC和變頻溫度調(diào)制DSC(TOPEM)研究:通過常規(guī)DSC和TOPEM技術(shù)分別系統(tǒng)測(cè)定了不同PEO分子量下共混

2、物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與活化能,首次發(fā)現(xiàn)共混物的相容性及分子運(yùn)動(dòng)都強(qiáng)烈依賴于PEO分子量,存在一個(gè)臨界分子量約4500;在臨界分子量以下的PEO與ER具有很好的相容性,強(qiáng)的分子間相互作用導(dǎo)致PEO運(yùn)動(dòng)受限,共混物的Tg隨著PEO分子量的減小而降低；而大于臨界分子量的PEO與ER的相容性逐漸變差,分子間相互作用弱使PEO運(yùn)動(dòng)較自由,共混物Tg基本不隨PEO分子量變化。通過采用高靈敏度DSC傳感器FRS5,首次發(fā)現(xiàn)在小于40％PEO含量共混物中有

3、依賴于PEO分子量的殘留PEO結(jié)晶；低分子量(～1k)與高分子量(～100k)PEO在共混物中的結(jié)晶基本被抑制,而中間分子量共混物殘留結(jié)晶基本相同。
　　 (二)ER/PEO共混物的相容性、分子間相互作用以及組分運(yùn)動(dòng)性的固體NMR研究:通過采用1H靜態(tài)、2D13C-1H WISE和PISEMA等多種固體NMR技術(shù)對(duì)ER/PEO共混物中PEO與ER的相容性、分子間相互作用及組分的運(yùn)動(dòng)性做了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明共混物相容性、分子間相互

4、作用及局域運(yùn)動(dòng)都強(qiáng)烈依賴于PEO分子量,存在類似的臨界分子量效應(yīng),低于臨界分子量PEO與ER有很好的相容性和大的界面相,而高分子量的PEO與ER相容性變差,分子運(yùn)動(dòng)自由。分離局域場(chǎng)的PISEMA NMR實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接證實(shí)了不同分子量下PEO由于與ER相互作用不同而導(dǎo)致的分子運(yùn)動(dòng)的明顯差別,并獲得了PEO運(yùn)動(dòng)受限的直接證據(jù)。Fourier變換紅外(FT-IR)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了ER與PEO間氫鍵相互作用的分子量依賴關(guān)系。基于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果和