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流变学在高分子形态结构研究中的应用 * 郑 强 ， 左 敏 （浙江大学高分子科学与工程学系 高分子合成与功能构造教育部重点实验室， 杭州310027 ） 关键词： 非均相高分子体系 形态结构 流变性质 粘弹弛豫 由于学术研究和工业应用上的需要，大多数高分子材料不再为均一(匀)体 系，而是由共混得到的多相/ 多组分复杂体系。此类高分子体系的流变性质与其 组分间相互作用、相形态密切相关，其流变响应可准确反映形态结构的变化[1, 2] 。 由于非均相体系流变行为的多样性、复杂性，近年来相行为、形态、结构与流变 行为的关联成为多组分高分子研究领域的热点之一。尤其是，随着大量新型高分 子材料的不断出现，对于材料流变性质与功能特性(例如热性能、电性能等)相关 联的研究也已引起极大关注。 利用流变学方法，并围绕多相/ 多组分高分子体系的形态结构，作者及其合 作者开展了多方面的研究，本文着重总结了近年来在以下三个方向上的必威体育精装版研究 结果：(1) 低临界共溶温度型(LCST)高分子共混体系的动态流变特性与相分离行 为的关系[3-8]，(2) 嵌段共聚物的微结构与线性/非线性粘弹性[9-11] 以及聚合物结晶 与流变行为[12, 13]，(3) 粒子填充聚合物体系的动态流变行为与性能的关系[14, 15] 。 通过考察 LCST 型高分子共混体系、嵌段共聚物、结晶聚烯烃以及粒子填充 聚合物体系的形态结构与流变性质的关联，发现非均相高分子体系的微结构演变 会产生相应的特征流变行为。流变学方法是表征高分子体系的形态/结构-性能关 系极为有效的方法。 储能模量G′在低频率(长时间，终端)区域的“第二平台”、线性松弛模量G(t) 的长时区域平台、损耗因子tanδ的特征峰及松弛时间谱H(τ) 中附加松弛峰的出现， 是判定共混体系相分离临界点的有效判据；而嵌段共聚物在长时区域的线性/非 线性特征松弛行为是其微结构发生转变的标志。另一方面，剪切诱导结晶过程中 法向应力的突变，可用于表征结晶时间，且法向应力法较适于表征高剪切速率条 件下的剪切诱导结晶，而常规的粘度表征法则更适合低剪切速率的情况。此外， 对SSBR/SiO2 复合体系流变行为的研究，发现该体系的Payne效应主要是由橡胶基 体的缠结网络所致。对于CaCO 填充PDMS体系而言，当填料体积分数Φ 低于临 3 界(渗流阈)值 Φc 时，“Cox-Merz”规则和修正的“Cox-Merz”规则可适用于实现体 系稳态和动态流变数据的转换。 本课题得到国家自然科学基金重点项目资助 参考文献: 1. Ferry J D. Viscoelastic Properties of Polymers. New York: Wiley, 1980 2. Zheng Q, Zuo M. Investigation of structure and properties for polymer systems based on dynamic rheological approaches. Chin J Polym Sci, 2005, 4: 341~354 3. Zheng Q, Du M, Yang B B, Wu G. Relationship between dynamic rheological behavior and phase separation of poly(methyl methacrylate) / poly (styrene-co-acrylonitrile) blends. Polymer, 2001, 42: 5743~5747 4. Du M, Gong J H, Zheng Q. Dynamic rheological behavior and morphology near phase-separated region for a LCST-type of binary