含有机硅多嵌段共聚物的合成形态结构和性能及其共混物的研究

本文以PSF，PES-C，PHS，PA，PHE，PHES和PPHE分别为硬段，PDMS为软段，通过过羟胺缩聚不可逆反应合成了7种线性和非线性的二元多嵌段共聚物。以PPO，PSF，PEK-C和PES-C分别为硬段，PHS，PA，PHE和PHES分别为半硬段，PDMS为软段，合成了10种具有多样化结构的三元多嵌段共聚物。此外还在嵌段共聚物基础上引入接枝的PDMS，得到了在同一高分子链上具有PDMS嵌段和接枝两种结构的共聚物。并对不同聚合体系的反应条件及不同类型羟基的反应活性进行了详细的讨论，得到的产物分子量高，成膜性好。力学性能的研究表明，这些多嵌段共聚物都在很宽的温度范围内具有较高且稳定的模量，特别是在硬段-软段的嵌段共聚物中引入具有增容作用的半硬段，得到的三元多嵌段共聚物的动态力学性能和抗张性能都优于同等条件下相对应的二元多嵌段共聚物，其中PPO-PDMS-PHS三元多嵌段共聚物以三种嵌段不同组成的相容相为连续相，PDMS和PPO与PHS相容相为两种分散相，具有较高的力学强度，较好地解决了含有机硅类嵌段共聚物强度低的弱点，同时又保留了嵌段共聚物微相分离的特性。利用TEM观察证实，三元多嵌段共聚物的形态结构出现了许多新的现象。除具有微相分离的基本特征外，还表现出双连续双分散的特征，在适当的嵌段长度和含量时，在PSF-PDMS-PHS体系中观察到一种新的形态-蜂窝状结构，并首次利用TEM在嵌段共聚物中直接观察到非常清晰的界面相。通过XPS和SEM-EDS对含有机硅多嵌段共聚物与空气接触表面的研究证实，在其表面都存在PDMS的富集现象，并较详细地讨论了组成、键接结构、相间相容性和溶剂处理对PDMS表面富集的影响。对PSF-PDMS-PHS/PSF共混物膜表面的研究表明，表面PDMS的富集情况与共混相容性有关，不相容的共混体系，表面PDMS的含量随共混物中PDMS含量的变化出现一临值。对本工作合成的含有机硅多嵌段共聚物的功能性研究表明，各种嵌段之间具有协同性和加和性，作为富氧膜材料，较之PDMS强度和α_(O_2/N_2)提高，其中PHE-PDMS和PPO-PDMS-PHS表现出优异的气体透过行为，可替代现有的富氧膜材料，具有一定应用意义和开发价值。PSF-PDMS-PHS与PTMSP的超薄复合膜，提高了PTMSP的α_(O_2/N_2)和经时稳定性，并且J_(O_2)也稳定在比较高的值。另外，作为高分子表面活性剂、渗透蒸发材料、阻尼材料和抗凝血材料也表现也良好的功能性。通过DSC，DMA对几种不同共混体系的研究证实，具有热效应的共混体系PHS-PDMS/PPO，在PPO分子量高于PHS嵌段的分子量时，仍能得到一共混相容体系。均聚物与三元多嵌段共聚物中两种嵌段有相容性的共混体系PPO-PDMS-PHS/PPO。在均聚物与对应嵌段的分子量相同时，也能得到一相容体系。另外，PPO均聚物对PPO-PDMS-PHS/PS共混体系具有增容作用。