PMMI-PVDF共混體系的相行為研究.pdf

1、本文選用一種新的結(jié)晶/非晶高分子共混體系——聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸酰亞胺(PVDF/PMMI)共混體系作為研究模型，采用小角激光光散射方法(SALLS)，考察了該共混體系的熔體相分離行為。同時借助動態(tài)流變學(xué)方法，對PMMI/PVDF(50/50 wt)共混體系的粘彈行為進行了探索。 利用SALLS方法考察了溶液共混法制備的PMMI/PVDF共混體系在升溫過程中的相分離行為。結(jié)果表明，共混體系的濁點溫度(T<,c>)強烈地依賴于

2、升溫速率，呈明顯的非線性關(guān)系，這表明通過簡單的線性外推無法得到該體系的平衡相分離溫度。得到了PMMI/PVDF共混體系的濁點曲線，發(fā)現(xiàn)該體系具有典型的最低臨界共溶溫度(LCST)特征。對于不同組分PMMI/PVDF共混物而言，T<,c>均遠高于其熔點，意味著體系的相分離行為與結(jié)晶行為分別在不同的溫度區(qū)間進行；可能實現(xiàn)對相分離與結(jié)晶過程的單獨控制，可望成為研究結(jié)晶/非晶共混物相分離與結(jié)晶關(guān)系的理想模型共混物。 基于升溫過程中PMM

3、I/PVDF共混體系的非線性相分離特征，進一步采用SALLS方法考察了共混體系在恒溫退火過程中的相分離行為。發(fā)現(xiàn)該體系相分離行為遵循Spinodal機理。時溫疊加原理(TTS)可能在一定的溫度范圍內(nèi)適用于PMMI/PVDF共混體系，有望用類WLF方程對其相分離的時溫依賴性進行描述。應(yīng)用Cahn-Hilliard理論分析該體系相分離初期動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)表觀擴散系數(shù)(D<,app>)及分子淌度系數(shù)與能量梯度系數(shù)的乘積(2Mk)對溫度的依賴性幾乎

4、呈指數(shù)行為，不符合線性關(guān)系，無法用將D<,app>和2Mk對溫度的關(guān)系曲線線性外推至零的方法得到平衡Spinodal溫度。借助相差顯微鏡(PCM)表征了PMMI/PVDF共混體系在恒溫退火過程中的形態(tài)演化過程。 用動態(tài)流變方法考察了熔融共混法制備的PMMI/PVDF(50/50wt)共混體系的粘彈性變化。發(fā)現(xiàn)PMMI/PVDF(50/50wt)共混體系的線性粘彈范圍較廣，共混體系的Binodal溫度(Tb)強烈依賴于升溫速率，呈

5、明顯的非線性關(guān)系。共混體系達到相分離平衡的時間隨退火溫度升高而縮短。進一步考察了一定溫度范圍內(nèi)共混體系儲能模量(G')、損耗模量(G")、損耗角正切(tantδ)隨頻率(ω)的變化及“Cole-Cole”曲線，發(fā)現(xiàn)該共混體系對ω的依賴性呈現(xiàn)較為復(fù)雜的變化。雖然G'的時間掃描可以考察體系相分離的進行，但常用于判斷共混體系相分離的流變學(xué)判據(jù)大都不能適用，需要進行更深入的相關(guān)研究。用掃描電鏡(SEM)考察共混體系的相形態(tài)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)恒溫退火的相分