TLCP%2fTP共混体的流变行为.pdfVIP

1999年 流变学进展 华中理工大学出版社 ISBN 11月 垒塑竺!垫坚坠!!些 7—5609—2078一O 105 TLCP／TP共混体的流变行为 解孝林”昊大诚” 1’华中理工太学化学系 武汉430074”四川太学西区轻特学院成都610065 摘 要本文综述了TLCP／TP共混体系流变行为的研究进展． 关键词液晶高分子，共混物，液变学 1．引 言 crystaliine 热致液晶高分子(The咖ot而pic“quidP01ymer，TLCP)由于具有优异的力学 Polymer，TP)共混物的原位复合材料(in—situcomposite8)受劐了材料科学工作者的广泛关 注口]。与传统短纤维增强体系不同，原位复合的增强相一液晶高分子徽纤是在成型加工过程中 原位就地形成的。微纤结构的形成与液晶高分子和基体材料的性质有关，但更取决于它们复合 的性质：共混物的相容性、形态结构、流变性能和加工条件。研究TLCP／TP共混体的流变行 为，一方面能指导这类材料的成型加工，另一方面又能从侧面反映TLCP与TP基体的相互作 用。 本文综述TLCP／TP共混体流变行为的研究进展。 2．TLcP熔体的流变特性与分子取向 热致液晶高分子(TLcP)的显著特征是其液晶态在流动过程中分子取向能沿流动方向而 产生各向异性，因此与柔性高分子熔体相比，TLcP熔体具有独特的流变行为。 典型TLcP熔体的粘度与剪切速率流动曲线可分三个区域：低剪切速率下的切力变稀区 实验中得到了液晶熔体织构与流变行为的关系，这三种特征区域的存在是由剪切流动引起液 晶中各区织构变化所致，各区对应着不同的熔体。但并非所有液晶熔体都同时出现这三种流动 区域，仅从流动曲线本身难以判断各区。 TLcP熔体在十分宽广的范围内具有明显丽持续的切力变稀特性‘“，这一点对成型加工 尤为重要。根据wissbrunHl理论，液晶高分子通常具有多微区结构特征：即有序的液晶相与无 序相共存的两相结构，在相对较低的剪切速率下，有序的液晶相分子沿流动方向取向，且随7 增加，液晶相取向程度增大，取向区域扩大，一直到这种取向排列全部完成而达到平衡状态，其 v基本保持恒定。 ·24· 此外TLcP熔体存在屈服应力[B叫]，其切应力和第一法向应力差均不能回复到零口~1“，屈 服应力的产生表明熔体内部有某种结构存在，从液晶态结构考虑，可以认为屈服应力由液晶态 中的无序结构引起，其大小取决于无序结构所占比例，单微区结构试样的屈服应力基本为零， 在很宽的y范围内液晶熔体可为假塑性流体。sugiyama等人01研究表明液晶熔体的屈服应力 随温度上升而下降，液晶熔体的假塑性随y增大而减弱。 法向应力和出口膨胀是熔体弹性的表现。TLCP熔体呈现负的第一法向应力差，与熔体中 分于取向结构有关，同时使TLCP熔体具有孔口收缩现象¨。““”】，即出口膨胀比小于1。其机 理目前尚不清楚，可能原因是： (1)屈服应力的存在阻碍弹性回复； (2)液晶熔体在毛细管中的流动基本属于柱塞流动，难以发生弹性回复； (3)液晶熔体由具有一定形状尺寸的有序区域组成，刚性链的存在和流动过程中的定向 作用以及无弹性储能的存在，使得流动停止后，定向并不回复。 3．TLCP／TP共混体的流变行为 由于TLcP与TP分子链结构的差异，TLCP／TP共混体大多属于不相容共混体系，因而 TLCP与TP的相容性与两相间的界面粘结差，影响了TLCP对TP的原位增强效果。为此， 人们一方面在TLCP／TP共混体系中加入合适的相容剂以改善TLCP与TP问的相容性与相 界面粘结‘1“73；一方面是通过分子设计在TLCP分子链上引入一定的官能团或链结构，通过 特殊的相互作用来实现TLcP／TP相容性的改善‘¨~21‘。这些因素的改变在TLcP／TP原位复 合材料的力学性能上能得到充分的体现，作者发现这些在TLCP／TP共混体的流变行为上亦 能得到反映。 共混物的粘度与共混组成关系的定量描述太多是经验性或半经验性的。Le。和whit