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影響苯乙烯類嵌段共聚物相分離的條件


化學(xué)先生 / 2019-10-04

     在嵌段共聚物中，如果混合自由能△Gm為負(fù)值，則兩種嵌段之間完全相容。自由能△Gm可用下式表示:


                        △Gm＝△Hm－T△Sm

                                         
    式中，△Hm和T△Sm分別是混合焙和混合嫡；T是熱力學(xué)溫度。因此，形成相疇的條件為:

                        △Hm＞T△Sm

    對于烴類聚合物來說，由于設(shè)有強(qiáng)的相互作用基團(tuán)，故△Hm通常為正值，并且兩種嵌段的結(jié)構(gòu)差別越大，△Hm值就越高，面T△Sm則總是正值，但當(dāng)嵌段分子量很大時，T△Sm趨于零。于是，可預(yù)計(jì)以下幾個因素會有利于微相分離(形成相疇):

    ①兩種嵌段的結(jié)構(gòu)差別越大，越有利于微相分離:

    ②嵌段分子量越高，越有利于微相分寓:

    ③溫度越低，越有利于微相分離。

    微相分離理論已相當(dāng)成熟，并且已經(jīng)能夠定量化。在實(shí)驗(yàn)方面，研究了兩種嵌段結(jié)構(gòu)差別對相分離的影響，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)差別越大，相分離現(xiàn)象越明顯。例如，EEBE 嵌段共聚物在熔融狀態(tài)時，是沒有相分離的，而SEBS嵌段共聚物則存在嚴(yán)重的相分離。此外，研究了分子量和溫度對相分離的影響。例如，當(dāng)SBS末端聚苯乙烯嵌段的分子量為7000時，穩(wěn)態(tài)和動態(tài)黏度測定都表明，該聚合物發(fā)生相分離的臨界溫度為150°C;當(dāng)末端聚苯乙烯嵌段的分子量為8000時，它在160°C時表現(xiàn)出牛頓流動行為，因此可以認(rèn)為在此溫度下沒有相分離。當(dāng)末端聚苯乙烯嵌段的分子量大于10000時，它在200°C以上仍是相分離的。上述實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算十分吻合。
 

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