振荡剪切流场下PS-PVME-SiO2复合物的相行为.pdfVIP

V01．34 高等学校化学学报 No．12 2013年12月 CHEMICALJOURNAL0FCHINESE UNⅣERSmES 2896—2902 振荡剪切流场下PS／PVME／Si02 复合物的相行为 李楠，黄亚江，夏天，杨 其，李光宪 (四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料工程国家重点实验室，成都610065) 摘要利用光学显微镜一剪切台联用系统研究了振荡剪切流场下聚苯乙烯(PS)／聚甲基乙烯基醚(PVME)／二 氧化硅(Si0：)纳米粒子复合物的热力学稳定性．结果表明，小振幅振荡剪切可导致PS／PVME共混物出现类 似在稳态流场下的剪切诱导相容及剪切诱导相分离现象．共混体系存在临界振荡频率∞。，当振荡频率低于 ∞。时，发生剪切诱导相分离(SID)行为，反之发生剪切诱导相容(sIM)行为．si0：纳米粒子的加入使复合体 系的相容性提高．存在一个临界si0：纳米粒子含量妒。，当si0：纳米粒子含量高于吼时，复合体系中不存 在临界振荡频率吐，低振荡频率下的剪切诱导相分离得到抑制．此外，复合体系的上述行为与升温速率和 共混物组成密切相关． 关键词聚苯乙烯／聚甲基乙烯基醚共混物；si0：纳米粒子；振荡剪切；相行为 中图分类号0631 文献标志码A 聚合物共混物在流场下的相分离热力学及动力学是高分子凝聚态物理中的重要课题之一[1q]．聚 异较大的体系，在剪切流场下呈现较为复杂的相行为．在临界剪切速率(，。)以下，剪切流动会增强该 体系的组成波动，使其呈现剪切诱导相分离行为(sID)；而在该剪切速率以上，剪切流动抑制组成波 动，体系表现为剪切诱导相容行为(sIM)¨’4J．目前广泛采用基于小振幅振荡剪切的动态流变技术来研 究其相行为，但是却忽视了振荡流场对其相行为的影响．Madbouly[53和Han等∞胡1研究发现，即使振 幅为10％的振荡剪切也可对聚合物共混物的相分离过程产生显著影响．但相分离导致的黏弹性只体现 在低频区，动态流变得到的结果可能会受到测试频率的影响∽j，需进一步通过其它技术证实是否确实 存在小振幅振荡剪切导致的相行为变化．采用光学法确定相分离温度具有只与是否存在组成(或折光 指数)波动有关而与频率无关的优点，可望对振荡流场下Ps／PVME体系相行为的研究发挥重要作用． 近年的研究发现，有机黏土和二氧化硅(Si0：)等无机粒子可对聚合物组分产生选择性吸附，导致 共混物在相分离热力学及动力学上均发生较大程度的改变¨¨18J．研究发现，亲水性siO：纳米粒子对 PVME的选择性吸附使Ps／PVME共混物组分的动力学不对称性降低，导致体系形态从黏弹性相分离 的瞬态网络相结构转变为海岛相结构¨8’悖J．但目前关于无机粒子填充共混物的相行为研究主要集中于 静态条件，对于其在流场下的相行为缺乏研究，这也是此类复合体系在加工过程中无法避免的问题． 基于以上原因，本文采用光学．剪切联用系统研究了PS／PVME／siO：复合物在振荡剪切流场下的热 力学稳定性，考察了振荡频率、粒子含量、升温速率及组成等参数对热力学稳定性的影响． 1 买．慢邵分 1．1试剂与仪器 收稿日期：2013旬5—15． 基金项目：国家自然科学基金(批准号51121001)资助． 联系人简介：黄亚江，男，博士，副教授，主要从事聚合物共混复合物的结构及性能研究．E—mail：hyj@scu．edu．cn 万方数据 李楠等：振荡剪切流场下Ps／PVME／Si0：复合物的相行为 L：一24．8℃；亲水性气相Si02纳米粒子，Aerosil 原生粒径为12nm；甲苯，化学纯，成都科龙化学试剂厂． 450型剪切热台． 日本Olympus公司B)(51型偏光显微镜(POM)；英国Link