聚偏氟乙烯／聚醚型热塑性聚氨酯弹性体共混物的相互作用及增容机理.pdfVIP

Ｖｏｌ．３８ 高等 学校 化 学 学报 Ｎｏ．５ ２０１７年５月 　 　 　 　 　 　 ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＥＳＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ　 　 　 　 　 　 ８８８～８９５ ｄｏｉ：１０．７５０３／ ｃｊｃ 　 　 聚偏氟乙烯／ 聚醚型热塑性聚氨酯弹性体 共混物的相互作用及增容机理 １ １，２ １ ２ １ 闫　 飞 ，张　 敏 ，张　 璐 ，李成涛 ，李艺晨 （１． 陕西科技大学化学与化工学院，２． 环境科学与工程学院，西安 ７１００２１） 摘要　 采用流延成膜法制备了４种增容改性的聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）与聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）固 体共混物（ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ）． 结合分子动力学模拟研究了ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ的相互作用，并探讨了其增容机理． 研究结 果表明，与ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ⁃１，ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ⁃２及ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ⁃３相比，加入γ⁃缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷⁃端氨 基丁腈橡胶（ＧＰＴＭＳ⁃ＡＴＢＮ）后，ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ⁃４ 的２个玻璃化转变温度（Ｔ ）相互靠近，两相界面存在分布梯ｇ 度，构成了双相连续的微观结构，表明ＧＰＴＭＳ⁃ＡＴＢＮ增容ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ共混物具有显著效果． 同时，ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ⁃４ 的共混结合能大幅减小，二面角扭转能、键角弯转能等明显增大，表明ＰＶＤＦ及ＴＰＵ与ＧＰＴＭＳ⁃ＡＴＢＮ 之间发生相互作用． 傅里叶红外光谱（ＦＴＩＲ）及 Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）证实了ＧＰＴＭＳ⁃ＡＴＢＮ增容ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ的机理为ＧＰＴＭＳ⁃ＡＴＢＮ 中ＡＴＢＮ链段与ＰＶＤＦ彼此缠绕，相互混溶，而水解后两端ＧＰＴＭＳ 中大量羟基 与ＴＰＵ分子链中氨基甲酸酯键及醚键相互吸附，从而生成了氢键． 关键词　 分子动力学；聚偏氟乙烯；聚醚型热塑性聚氨酯弹性体；增容剂；氢键作用 中图分类号　 Ｏ６３１；ＴＱ３１　 　 　 　 文献标志码　 Ａ　 　 　 　 金属材料及其制品在运输、储存过程中极易产生腐蚀现象，造成外观受损，性能下降． 防腐蚀可剥 离膜是一种临时性防护材料，既能有效保护金属材料，又能实现快速启封． 聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）作为半 结晶含氟热塑性工程塑料，常温下结晶度为４０％～６０％［１～３］ ， 由于其碳链骨架被电负性较大且化学性 质稳定的氟原子均匀包围，使其它原子及基团不易渗入分子结构内部对骨架进行破坏，故表现出优异 ［４～６］ 的耐化学试剂和耐腐蚀性，但较高的结晶度限制了ＰＶＤＦ在防腐蚀领域的广泛应用 ． 聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（ＴＰＵ）作为介于橡胶和塑料之间的一种弹性体材料，集优异的弹性与 ［７～９］ 良好的加工性于一体，广泛应用于工业、医疗及生活等领域 ，故以ＴＰＵ为增韧剂制备具有优良韧 性的ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ共混物具有重要意义［１０，１１］． 近年来，人们运用分子模拟技术对共混物界面相互作用进 行了大量的理论研究，不仅为材料结构与性能之间的关系提供了理论依据，而且在分子水平为高分子 间相互作用做出了一定的合理解释［１２～１８］． 本文采用流延成膜法制备了γ⁃缩水甘油醚氧丙基三甲氧基 硅烷（ＧＰＴＭＳ）、端氨基丁腈橡胶（ＡＴＢＮ）及γ⁃缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷⁃端氨基丁腈橡胶（ＧＰＴ⁃ ＭＳ⁃ＡＴＢＮ）增容改性的ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ 固体共混物，考察了添加增容剂前后ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ共混物可混合性的 变化，通过差示扫描量热法（ＤＳＣ）、傅里叶变换红外光谱分析（ＦＴＩＲ）、Ｘ射线光电子能谱技术（ＸＰＳ） 及分子动力学模拟技术（ＭＤ）等研究了ＰＶＤＦ与ＴＰＵ分子之间的相互作用，并探讨了其增容机理，为 ＰＶＤＦ／ ＴＰＵ共混物相容性研究提供了一定的理论指导． １　 实验部分 １．１　 试剂与仪器