Mixing State Analysis of Polymer Blends by Thermal Analysis

Netsu Sokutei Pub Date : 2007-11-15 DOI:10.11311/JSCTA1974.34.223

Sun-young Jung, H. Yoshida

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Abstract

高分子ブレンドや共重合は,単一高分子では実現できない物性を発現する期待から長い間研究が行われてきた。特に,相溶系ブレンド( Alloy),ミクロ相分離系ブレンド ( Blend)や高分子-無機複合体( Composite)は,高分子ABC と呼ばれる新規材料開発には重要な手法である。1) 高分子-無機複合体では,分散する無機物がガラス繊維のように異方性のmm サイズから等方性のナノ粒子になることで,高分子の物理的な性質のみならず化学的な性質へも影響を及ぼすようになった。2) 一般には,高分子同士をブレンドしても分子量が大きいので混合エントロピーの寄与が期待できないため, ほとんどの組み合わせで混合せずに液-液相分離に相当するマクロな相分離が起こる。マクロ相分離ブレンド系では相分離界面で分子同士の絡み合いが希薄になるため,力学的性質は成分高分子よりも良くはならない。しかし混合する高分子間に水素結合のような引力的相互作用が働く場合は,その大きさによって相溶系あるいはミクロ相分離系になり,成分高分子とは異なる様々な性質が発現するようになる。引力的相互作用が働く高分子ブレンド系(発熱系)では下限臨界共溶温度(LCST)型の相図が,斥力的相互作用が働く系(吸熱系)では上限臨界共溶温度( UCST)型の相図を描くことになる。例えば UCST 型の相図を持つポリスチレン(PS)/スチレン-ブタジエンブロック共重合体( SB)ブレンドでは,スチレン樹脂の内部にブタジエン相がμm サイズで相分離し均一に分散して,耐衝撃性が大きく改善される。これは,互いに混合しないブタジエン相とスチレン相の界面にSB 分子鎖

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长期以来，人们一直期待高分子混合和共聚能表现出单一高分子无法实现的物性。特别是相溶系混合(Alloy)、微观相分离系混合(Blend)和高分子-无机复合物(Composite)是开发被称为高分子ABC的新型材料的重要方法。在高分子-无机复合体中，分散的无机物从玻璃纤维那样各向异性的mm尺寸变成各向异性的纳米粒子，不仅对高分子的物理性质，而且对化学性质也产生了影响。2)一般情况下，即使高分子相互抖动，由于分子量大，也不能期待混合熵的贡献，所以几乎所有组合都不进行混合，就会发生相当于液-液相分离的宏观相分离。在宏观相分离混合系统中，由于分子之间在相分离界面的纠缠变稀，所以力学性质不如组分高分子好。但是，当混合的高分子之间发生氢键等引力相互作用时，根据其大小就会形成相溶系或微相分离系，表现出与组分高分子不同的各种性质。发挥引力相互作用的高分子混合类(发热类)的相图为下限临界共溶温度(LCST)型，发挥斥力相互作用的系统(吸热类)的相图为上限临界共溶温度(UCST)型。例如，在具有UCST型相图的聚苯乙烯(PS)/苯乙烯-丁二烯块共聚体(SB)混合中，在苯乙烯树脂内部，丁二烯相以μm尺寸均匀分离。中分散，大大改善了抗冲击性能。这是在不相互混合的丁二烯相和苯乙烯相的界面上形成SB分子链

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