聚苯乙烯的分子量对PCL/PS共混聚合物薄膜的结晶形态及片晶取向的影响

摘要

本工作选用不同分子量的玻璃态聚合物聚苯乙烯(PS)和结晶聚合物聚己内酯(PCL)的共混聚合物在常温旋转涂膜，研究了聚苯乙烯分子量对旋涂过程中相分离与结晶之间耦合而产生的各种聚集态结构的影响。结果表明，当加入高分子量聚苯乙烯(HPS)，在膜表面仅观察到同纯的聚己内酯薄膜相同的大片平躺的单层片晶结构。对于混入低分子量聚苯乙烯(LPS)的聚己内酯薄膜，在聚己内酯共混薄膜的表面同时获得了纤维状侧立片晶和微米尺度平躺的片晶。结晶与相分离的之间的相互竞争与影响及受限薄膜扩散控制的结晶过程合理地解释了实验获得的不同结晶聚集态结构的形成机理。对于加入HPS的样，首先是聚苯乙烯与聚己内酯在表界面的诱导下发生垂直相分离然后聚己内酯富集层再结晶的过程从而形成了HPS覆盖的聚己内酯的平躺片晶结构。对于混入LPS的样，LPS与聚己内酯相容性比HPS与PCL的要好得多，聚己内酯从共混薄膜中结晶诱导相分离从而形成了纤维状侧立片晶和微米尺度的平躺片晶结构。通过改变聚苯乙烯的分子量，通过相分离与结晶相转变之间的耦合行为导致了最终聚合物薄膜的不同的聚集态结构。