非反应型增容剂的增容(嵌段共聚物增赛)

非反应型增容剂的增容

应用最普遍的是一些嵌段共聚物和接枝共聚物,特别是嵌段共聚物的增容作用更好。它们的分子结构中一般都有与共混物两组分相同的大分子链结构,因而在界面处分别进入两相中,起到“偶联作用”,这可用“刷子理论”进行描述。Leibler于1988年提出“刷子”概念,用于描述自组装在界面上的A-h-B两嵌段共聚物的分子构象(图2-9)。

当均聚物分子不能渗透到嵌段共聚物的“刷子”内部时,嵌段共聚物分子处于“干刷”(dry brush)状态;当均聚物分子渗透到嵌段共聚物的“刷子”内部时,嵌段共聚物分子处于“湿刷”(wet brush)状态。尽管在不相容共混物中加入一定量的嵌段共聚物能降低界面张力,但增容剂分子处于“干刷”状态时共混物的界面强度很小。只有增容剂分子处于“湿刷”状态时,共混物界面才有足够的强度。

非反应型增容剂的增容(嵌段共聚物增赛)

嵌段共聚物增赛

根据嵌段共聚物组成与共混组分的关系,可分为A/A-b-B/B,A/A-hCB和AC-T D/B三种类型。其中各嵌段的相对分子质量是否与两组分的相对分子质量相匹配对其增容效果有显著影响,许多实验证实了嵌段共聚物中各段相对分子质量不得低于相应共混物组分的相对分子质量。

嵌段共聚物对不相容共混物液滴破碎和聚集具有影响,大量的共聚物吸附在界面,从而改变了液滴的破裂行为。需要说明的是,少量的共聚物吸附在界面就显著抑制了液滴间的聚集。例如,加入0.1%的共聚物聚集率就显著降低,加人1%的共聚物比0.1%的只有有限的提高。动力学分析显示嵌段共聚物既降低了液滴的碰撞率又抑制了液滴的破裂。

嵌段共聚物的增容剂加入后,共混物界面张力下降。界面张力的降低不但与增容剂的分子结构有关,而且与增容剂的浓度密切相关。使用旋转悬滴装置研究二甲基硅氧烷一氧化乙烯两嵌段共聚物(PDMS-h-PEO)对聚二甲基硅氧烷/氧化乙烯一氧化丙烯嵌段共聚物界而张力的作用,发现只要加入0.17%的PDMS-b-PEO,界面张力下降了55%;当增容剂的加入量为1%时,界面张力下降了68%;进一步增加增容剂含量到2%,界面张力又降低了4%。

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