【摘要】：研究了一系列以聚己內(nèi)酯(PCL)為柔性鏈段、甲殼型液晶高分子聚{2,5-二[(4-甲氧基苯基)氧羰基]苯乙烯}(PMPCS)為剛性鏈段的剛-柔型二嵌段共聚物(PCL-b-PMPCS)的微相分離結(jié)構(gòu).小角X射線散射(SAXS)和廣角X射線衍射(WAXD)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)PMPCS為無定形態(tài)時(shí),PCL-b-PMPCS的微相分離行為與柔-柔型二嵌段共聚物相似,其相形態(tài)主要取決于兩段的體積分?jǐn)?shù).隨溫度升高,PMPCS鏈段采取伸展的棒狀構(gòu)象,形成六方柱狀向列相(ΦHN),會(huì)誘導(dǎo)體系的微相分離結(jié)構(gòu)出現(xiàn)"有序-有序"或"無序-有序"轉(zhuǎn)變,使得在很寬的PMPCS體積分?jǐn)?shù)(fPMPCS:40%~80%)內(nèi)樣品均呈現(xiàn)層狀微相分離結(jié)構(gòu).我們對(duì)在200oC得到的層狀相SAXS數(shù)據(jù)進(jìn)行了一維相關(guān)函數(shù)分析,詳細(xì)考察了層狀相中PMPCS及PCL相區(qū)的厚度(LPMPCS、LPCL)與相應(yīng)鏈段聚合度(NPMPCS、NPCL)的關(guān)系.對(duì)PMPCS相區(qū),發(fā)現(xiàn)LPMPCS=0.2NPMPCS(nm).因棒狀PMPCS鏈段與層的法線方向平行,該線性關(guān)系表明PCL-b-PMPCS的層狀相為"單層近晶A相"結(jié)構(gòu),LPMPCS即為棒狀PMPCS鏈段的長(zhǎng)度,可通過控制PMPCS的聚合度予以精確控制.對(duì)PCL相區(qū),則LPCL與NPCL近似有標(biāo)度關(guān)系LPCL~NPCL0.85,說明處于熔融態(tài)的PCL鏈段受迫強(qiáng)烈伸展.進(jìn)一步分析WAXD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算每根PMPCS鏈段在層狀相中的界面面積(S/X)可知,隨NPMPS增大,PMPCS鏈段的液晶度從~20%增至~55%,S/X則從~2.4nm2增至~2.7 nm2.與此相應(yīng),PCL鏈段的伸展程度會(huì)略有降低,說明LPCL有較弱的NPMPCS依賴性.另一方面,LPCL與S/X的乘積與NPCL滿足線性關(guān)系LPCL(S/X)=0.21NPCL(nm3),斜率即為PCL重復(fù)單元的體積.
[Abstract]:A series of polycaprolactone (PCL) flexible segments were studied. The crustacean liquid crystal polymer {2o 5- bis [(4-methoxy phenyl) oxo carbonyl] styrene} (PMPCS) is the microphase separation structure of rigid-flexible diblock copolymer (PCL-b-PMPCS) with rigid chain segments. The experimental results of small angle X-ray scattering (SAXS) and wide-angle X-ray diffraction (WAXD) show that when PMPCS is amorphous, the microphase separation behavior of PCL-b-PMPCS is similar to that of flexible diblock copolymers. The phase morphology mainly depends on the volume fraction of the two segments. With the increase of temperature, the PMPCS segment takes an extended rod conformation to form a hexagonal columnar nematic phase (桅 HN), induces a "order-ordered" or "disordered" transition of the microphase separation structure of the system. The microphase separation structure of the samples in a wide PMPCS volume fraction (fPMPCS:40%~80%) is layered. The one-dimensional correlation function analysis of the SAXS data of layered phase obtained by 200oC is carried out, and the relationship between the thickness (LPMPCS,LPCL) of PMPCS and PCL phase region and the corresponding degree of polymerization (NPMPCS,NPCL) in layered phase is investigated in detail. For PMPCS phase region, LPMPCS=0.2NPMPCS (nm). Was found. Because the rod-like PMPCS segment is parallel to the normal direction of the layer, the linear relationship shows that the layered phase of PCL-b-PMPCS is a "monolayer near-crystalline A phase" structure, and LPMPCS is the length of the rod-like PMPCS segment, which can be precisely controlled by controlling the degree of polymerization of PMPCS. For the PCL phase region, there is an approximate scaling relationship between LPCL and NPCL. LPCL~NPCL0.85, indicates that the PCL segment in the molten state is forced to extend strongly. Further analysis of the WAXD experimental data and calculation of the interface area (S / X) of each PMPCS segment in the layered phase show that with the increase of NPMPS, the liquid crystal degree of the PMPCS segment increases from ~ 20% to ~ 55% S / X from ~ 2.4nm2 to ~ 2.7 nm2.. Accordingly, the extension of PCL segment will decrease slightly, indicating that LPCL has a weak NPMPCS dependence. On the other hand, the product of LPCL and S / X satisfies the linear relationship with NPCL LPCL (S / X) = 0.21NPCL (nm3), and the slope is the volume of PCL repeating unit.
【作者單位】： 北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院高分子化學(xué)與物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中石化北京化工研究院材料科學(xué)研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(基金號(hào)20990232,21634001)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：O631.1;O753.2

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本文編號(hào)：2407628