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本论文的主要目的是研究一类特殊的二嵌段共聚物的结晶行为以及组成这种二嵌段共聚物的两种均聚物共混后的相行为。
第一章综述了PEO结晶、甲壳型液晶高分子以及高分子共混物的研究进展。
第二章介绍了PEO-b-PMPCS二嵌段共聚物的合成。从MPEO出发合成了大分子引发剂,通过ATRP方法引发MPCS的聚合,得到了不同组成的、具有窄分子量分布的PEO-b-PMPCS二嵌段共聚物,并用1HNMR和GPC进行了表征。
第三章研究了PEO-b-PMPCS在本体中的结晶行为。以结晶速度比较合适的PEO120-b-PMPCS5为代表,通过差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、微分干涉显微镜(DIC)、广角X光衍射(WAXD)和小角X光散射(SAXS)研究了扁柱状的PMPCS段对PEO段结晶的影响。结果表明PMPCS段对PEO段的结晶速度和晶体形态都有很大的影响,但是二嵌段共聚物的结晶行为仍能用表面成核理论描述。提出了PEO-b-PMPCS结晶的一种可能模型:当PEO晶体层厚度随着结晶温度的增加而增加时,每根PMPCS链占有的界面面积减小,因此具有一定刚性的PMPCS只能上下错开排列。
第四章研究了PEO120-b-PMPCS5在薄膜中的结晶行为。原子力显微镜(AFM)实验表明,PEO120-b-PMPCS5在碳膜和云母表面的晶体形态和晶体厚度相似;但在溶剂诱导结晶时,云母表面的亲水性会导致edge-on晶体的形成,这种edge-on晶体的生成是动力学因素导致的,熔融再结晶时将形成更加稳定的flat-on的晶体;随着等温结晶温度的升高,PEO120-b-PMPCS5晶体的形态从树枝状变为正方形;电子衍射(ED)实验证明正方形单晶的边与(100)面和(020)面对应。
第五章研究了PEO/PMPCS共混物的相行为。根据光学显微镜(OM)、DSC和WAXD实验的结果,构造了PEO/PMPCS共混物的相图。实验结果表明,PEO和PMPCS部分相容,具有最低临界共溶温度;PEO的结晶和PMPCS液晶相的形成都会诱导体系的相分离;共混物形成液晶相后,部分的PEO进入液晶相,而大部分的PEO被排斥到了液晶相区域之间;在液晶相中,每单位质量的PMPCS能容纳0.11~0.25单位质量的PEO。
第六章研究了PS/PMPCS共混物的相行为。OM和DSC的结果表明PS和PMPCS在所有组成范围内都不相容,共混对PS和PMPCS的玻璃化转变温度都没有明显影响;WAXD实验表明共混物中PS组分对PMPCS的液晶行为没有明显的影响。