梯度共聚物接枝纳米粒子的合成及其力学性能

作     者：欧华林 张宝庆 刘琛阳 Hua-lin Ou;Bao-qing Zhang;Chen-yang Liu

作者机构：中国科学院化学研究所北京分子科学国家研究中心、中国科学院工程塑料院重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2023年第54卷第2期

页      面：245-256页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(基金号21973105)资助项目 

主　　题：梯度共聚物 聚合物接枝纳米粒子 二氧化硅 玻璃化温度 

摘      要：通过RAFT聚合制备了3种不同序列(无规、嵌段及梯度)的丙烯酸正丁酯(BA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)二元共聚物(PBA-r-PMMA、PBA-b-PMMA、PBA-g-PMMA),以及2种含可交联侧链的聚甲基丙烯酸酰氧基丙基三乙氧基硅烷(PTEPM)的三元共聚物PTEPM-b-(PBA-g-PMMA)和PTEPM-b-(PBA-r-PMMA),三元共聚物中PBA/PMMA分别为无规和梯度结构.这5个共聚物中PBA/PMMA段具有相近的分子量和组分比.三元共聚物通过共组装及交联后得到球状的共聚物接枝纳米粒子NP-(PBA-g-PMMA)和NP-g-(PBA-r-PMMA).DSC结果表明NP-(PBA-g-PMMA)和PBA-g-PMMA具有较宽的玻璃化转变温度区间(~130℃),证明成功合成了梯度共聚物和接枝梯度共聚物的纳米粒子.通过DMA测试和变温拉伸测试发现,在升温过程中梯度结构二元共聚物及其对应的纳米复合材料力学性能呈现渐进式变化,而无规或嵌段对应物力学性能呈现突变,原因是前者具有较宽的玻璃化转变过程.由于无机内核的作用,NP-(PBA-g-PMMA)和NP-(PBA-r-PMMA)表现出更高的力学强度和模量,但断裂伸长率下降.