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相容性聚合物共混物中不存在相结构,不同组分能达到分子级别的均匀混合,因此共混材料可以综合两种聚合物的优点。相容性共混物中的组分动力学决定了共混物熔体的流变行为和共混物固体的力学行为,但由于各个组分的相互影响,所以共混物中的组分动力学比纯聚合物中更加复杂,许多动力学机理仍不清楚。本论文通过对一系列具有代表性的相容性共混物体系进行研究,考察了共混物中的摩擦环境、缠结网络、长链松弛等动力学基本问题,并开发了一种基于相容性共混的阻尼材料。研究的内容如下: 1.聚合物浓溶液动力学研究,该体系是简化的相容性共混体系。小分子溶剂改变了聚合物链段的摩擦环境,也稀释了聚合物的缠结网络。研究表明,经过等摩擦系数校正后,溶液的松弛时间相对于浓度都表现出简单的幂律标度行为,标度指数约为2.0。在部分良溶剂溶液中,标度指数约为1.3。de Gennes的热团标度理论可以定性地解释以上标度结果。 2.运用等摩擦系数校正法得到了探测链PVE在PI基体中的有效玻璃化转变温度Tgeff及自浓度φs,发现自浓度模型可以几乎定量地预测PVE的链段动力学。进一步指出Tgeff不是“真正的”力学玻璃化转变温度,而仅仅是一个动力学参考温度。共混物中的玻璃化转变过程可以用“动力学微区”的逾渗模型来描述。 3.考察了相容性共混物中缠结平台的加合律。实验结果表明共混平台模量GN0 blend更接近基于体积分数的加合律。还发现纯聚合物、聚合物溶液和相容性共混物这3种体系的平台模量,都归结于主链拓扑缠结和链段几何堆砌效应,可以自洽地用Lin-Noolandi判据描述。 4.考察了相容性基体网络中聚合物的长链松弛行为。研究表明缠结的探测链(PI)在相容性基体(PVE)中仍然遵循蛇行运动模式;另外,在相对浓密的缠结网络(PI)中,低分子量的探测链(PtBS)会因受限效应由非缠结向缠结转变。 5.基于以上研究,开发了PI/PtBS相容性阻尼材料,该材料的有效阻尼区间(损耗角tanδ>0.3)可以覆盖低温和室温(-60~100℃),通过控制组分配比和分子量等因素可以调节材料的阻尼性能。