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  利用嵌段共聚物來增容共混高分子，是一種簡易有效的高分子改性策略。二十多年來，科學(xué)界廣泛認(rèn)為對稱性兩嵌段共聚物在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下具有最佳的增容效果。然而，在動力學(xué)過程中，兩嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)對稱性對高分子共混體系的增容作用和機(jī)制還是未知。對稱還是非對稱，這是一個問題。

  近期，南方科技大學(xué)陳忠仁教授團(tuán)隊利用陰離子聚合方法精準(zhǔn)合成了一系列數(shù)均分子量相同（Mn）但具有不同嵌段比（非對稱/對稱）的聚丁二烯-b-聚異戊二烯（PB-b-PI）兩嵌段共聚物（表1，圖1-2），并以此共聚物與PB、PI的混合物為模型系統(tǒng)，通過微觀形貌觀測，流變學(xué)和力學(xué)測試相結(jié)合，研究了嵌段共聚物（BCPs）的組成對稱性在動力學(xué)因素（不同共混順序）下對PB/PI共混物增容性能的影響。

  該研究工作表明，BCPs的加入降低了分散相（PB）的相尺寸（圖3，圖4，表2），同時打破了高分子加工性能和力學(xué)性能無法同時提升的魔鬼難題（trade-off），實現(xiàn)了其加工特性和力學(xué)性能的同時提升。即未硫化前，加入BCPs的共混物其加工粘度比未加入BCPs的共混物更低（圖5）；而硫化后，加入BCPs的共混物其動態(tài)力學(xué)性能（圖6）、抗裂紋擴(kuò)展能力（圖7）、拉伸性能（圖8）都比未加入BCPs的共混物更好。

圖1 嵌段共聚物PB-b-PI合成路線

表1 嵌段共聚物PB-b-PI微觀結(jié)構(gòu)表征 

圖2 嵌段共聚物PB-b-PI的GPC (a) 和 ¹H-NMR (b)表征

圖3 純PB/PI共混物與PB/PB-b-PI/PI混合物未硫化樣品的AFM-IR顯微圖

 圖4 純PB/PI共混物與PB/PB-b-PI/PI混合物硫化后樣品的AFM-IR顯微圖

表2 平均分散相尺寸計算結(jié)果

圖5 純PB/PI共混物與PB/PB-b-PI/PI混合物未硫化后樣品的流變性能

圖6 純PB/PI混合物和PB/PB-b-PI/PI混合物硫化后樣品的動態(tài)力學(xué)性能測試

圖7 純PB/PI混合物和PB/PB-b-PI/PI混合物硫化后樣品的裂紋擴(kuò)展性能

圖8 純PB/PI混合物和PB/PB-b-PI/PI混合物硫化后樣品的單軸拉伸力學(xué)性能

 圖9 BCP在PB/PI界面分布機(jī)理圖

 圖10 一鍋法的對稱BCP增容與不同順序共混最優(yōu)增容下的加工特性與動態(tài)力學(xué)性能對比

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c00742