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在多相多组分高分子体系中,相结构及界面层的微观结构往往决定着材料的宏观性能(如力学、电学、光学、渗透性等)并影响其最终用途。而在高分子界面的形成过程中,扩散起着至关重要的作用。相比小分子之间的扩散行为,高分子/高分子界面扩散则复杂得多,已难以用简单的Fick扩散模型来加以描述。因此,针对高分子/高分子界面扩散行为的理论和实验方法研究显得尤为必要。迄今为止,科学家们先后提出的研究理论包括“蛇行”理论、“慢模式”理论、“快模式”理论、“快慢杂化”理论等。与此同时,虽然已有不少实验技术成功应用于此行为的研究,例如中子反射、二次离子质谱、振动光谱(包括拉曼光谱和红外光谱)、透射电子显微镜等,但由于受到各种因素的限制,特别是仪器分辨率的限制,只有一些倒空间技术(如中子反射)能在扩散运动基本单元——高分子链尺寸上来研究此行为,目前尚缺乏在正空间分子尺度上研究此行为动力学的方法。本论文首先借助差示扫描量热仪(DSC)和万能电子拉力仪分别研究了聚甲基丙烯酸正丁酯/聚氯乙烯(PnBMA/PVC)共混体系的相容性和拉伸性能。最后用原子力显微镜(AFM)着重研究了PnBMA/PVC层压体系的界面扩散动力学行为。(1)通过溶液浇铸法制备了一系列不同PVC含量的共混体系薄膜,DSC结果表明所有共混体系均仅显示出一个玻璃化温度(Tg),说明PVC和PnBMA具有良好的相容性。随着PVC含量的增加,共混体系的Tg逐渐增加。实验值在一定程度上可由Fried、Fox和Gordon-Taylor方程来描述,其中在没有拟合参数k的情况下,Fox方程稍优于Fried方程;但拟合最好的还属k=0.99±0.10的Gordon-Taylor方程,即Tg与PVC的质量分数几乎呈线性关系。采用改良的浊点法得到了共混体系的相图,该体系表现为下临界共溶温度(LCST)行为,其下临界共熔点的组成和温度分别为90wt%的PVC和192℃。(2)共混物薄膜的拉伸性能结果显示:随着PVC含量的增加,共混体系的比模量和屈服应力逐渐增加,而断裂伸长率则逐渐下降。(3)通过层压法制备了75℃下退火16h、37h和96h、以及110℃下退火0.5h、1h和4h的层压体系。使用超薄切片技术得到面积约为0.2×0.4mm2的扩散横截面的超平平面。采用轻敲式AFM(tapping mode,TM-AFM,即DFM)进行测量,同时得到了扩散界面的形貌图(topography image)和相位图(phase image)。结合这些图形,获得了界面的相对浓度分布及其厚度、以及界面层厚度与退火时间的标度关系。退火温度为75℃时,由于PnBMA需对PVC先进行塑化,扩散速度相当缓慢,PnBMA在界面处堆积,界面层厚度与退火时间成正比,遵守非Fick扩散的Case-Ⅱ行为,渗透速率vp=4.36×10-13m/s。退火温度为110℃时,界面层厚度与退火时间的平方根成正比,遵守典型的Fick扩散Case-I行为,相互扩散系数Dm=2.04×10-19m2/s,与Dlubek等人用DSC法( 2.0×10-18m2/s)和PALS法( ( 2.53.5)×10-17m2/s)得到的结果一致。结果表明,AFM可在高分子链尺寸水平上观察高分子/高分子界面相互扩散及聚集行为。