中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室唐涛

jiaoshijie

Morphology and linear rheology of comb-like copolymer melts with high grafting density: II. Heterografted PVSt-g-(PS/PE) comb-like copolymer with short backbone and mixed side chains
Yichao Lin, Shaofeng Zhang, Lin Ye, Yang Gu, Yanhui Wang, Li Ma*, Tao Tang*
POLYMER, 137, 222-230, 2018


活性聚合技术提供了一系列方法调控目标聚合物的分子结构。迄今为止，通过此方法，已经成功地合成了不同类型的非线性聚合物（例如：星形聚合物、超支化聚合物、梳形聚合物等），并且详细地研究了分子结构与性能之间的关系，例如相形态和熔体流变行为。特别是梳形聚合物，由于主侧链组成与长度和支链密度的多样性变化，此类聚合物具有特别吸引人的性质。近年来，高密度的聚大分子单体（或瓶刷状聚合物）相形态的研究也备受关注。对于主侧链不相容的聚大分子，微相分离结构很难形成，原因在于高支链密度导致主链体积分数非常低。但是如果支链结构本身就具有微相分离结构，那么此类瓶刷状聚合物的微相分离结构将表现出来。

本工作中，成功合成了结构明确的三种高侧链密度梳形共聚物PVSt-g-(PS/PE)。此类梳形共聚物具有PS与PE两种混合支链。PVSt-g-(PS/PE)的侧链密度高于72%（每10000个主链碳原子上有3615条侧链），其分子结构类似于统计结构侧链的瓶刷状聚合物。其中PS总的体积分数（主链PVSt + 侧链PS）从42.7%到76.9%变化。此类梳形共聚物的主链很短、侧链很长，类似于不对称星形共聚物。调节两种侧链PS和PE的比例，可调节此类梳形共聚物中总PS体积分数（主链PVSt+侧链PS）。研究此类梳形共聚物的相形态和熔体流变行为发现，具有混合侧链的梳形共聚物PVSt-g-(PS/PE) 表现出微相分离结构，改变PS体积分数可以调节微相分离结构类型。当PS体积分数从42.7%到76.9%变化时，微相分离结构从层状相到柱状相变化。并且当温度从室温到高温变化时，聚合物微相分离结构的有序度增大，但是没有出现有序-无序转变和有序-有序转变。具有微相分离结构的所有样品均表现出类似交联网络结构的熔体流变行为，并且不同相分离结构类型的线性流变行为存在一定的差异。