环氧Vitrimer的表面松弛行为研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:killme2005
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Vitrimer(类玻璃聚合物)以独特的自修复能力及可重复加工性成为当今高分子材料的研究前沿,对其链段松弛行为的研究将为Vitrimer新材料的分子设计及应用提供理论基础和技术支持。不仅如此,表面链段松弛行为对自愈合、界面焊接和其他涉及Vitrimer表面特性的应用具有重要意义。但目前对于Vitrimer松弛行为的研究大多集中于本体,鲜少有研究关注其表面链段的松弛行为。本文以原子力显微镜(AFM)通过表征环氧Vitrimer薄膜表面粗糙度的变化对其表面松弛行为进行了研究,主要成果如下:(1)对于相同组份的环氧Vitrimer薄膜,其表面粗糙度的下降程度与退火温度及退火时间成正相关。环氧Vitrimer薄膜的粗糙表面在低于本体拓扑冻结转变温度(Tv,bulk)下至少12℃时发生部分松弛,且键交换反应的表面活化能远低于本体的活化能。因Tv是Vitrimer的重要加工温度参数,低于此温度时,键交换反应显著减慢。因此,这一结果表明,与环氧Vitrimer本本体比,其表面可能具有更快的键交换反应动力学或较低的Tv。(2)对于不同组分的环氧Vitrimer薄膜,催化剂种类及浓度对环氧Vitrimer的Tv,bulk有决定性影响,但不影响其本体玻璃化转变温度(Tg,bulk)。环氧Vitrimer薄膜的表面松弛行为受到链段运动和分子间的动态交换反应两方面的影响,其中由动态交换反应控制的表面松弛中占主导作用,Tg与Tv的相互作用进一步加速了样品的表面松弛。拓扑缺陷的存在加大了样品表面与本体松弛行为的差异。
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