含液晶聚合物的原位复合材料中界面相容性的改善策略

含液晶聚合物的原位复合材料中界面相容性的改善策略中国科子化子研先所，分子科学中心，工程塑料国家重点实验室，北京8，容技术，即加入具有增容，的第组分；在分散相液晶聚合物主链上引入与基著脂主链中相同或相似的单元；醋交换反应和多元共泡技。束15要描述了原位复合材料的发展趋势。

自从，年，学者徽提出了原位始村料1基于热塑性聚合物1熟致液晶聚合物1共混物的新型材料由于其易于加工和原位，强复合忖斗刚出现的时候，人们对原位复介材抖的前3；过于乐观，学术以和产界都对其寄予1望，但至今原位复合材料的大量研究成果还停留在实验室研究水平，未能实行规模产业化宄其原因笔者为主要在于已研究的原位复合材料体系中1增强的效果不够显著，加上的高价格及*终村料或多或少的各向免。问长能很好解决，未能达到少加入，材料性能叫显提尚的预期效果但这些年的大量研究深化了我们对原位复合材料的理解，得到了很多重要的规律忭的认讥近半来，原位复合材料的研允己从量变1质变转稃，即从大范围多品种地与热致液品聚合物共混，转向对少数品种，从界面控制开发新型加工方法及优化加工条件等角度，提高原位复合材料为进步提，位复材料的力，性以谌松等人提出了原位姑到的材料由纤维1和1基体组成，其中纤维的直径在微米数量级原位形成的1微纤直径在亚微米数量级，宏观纤维起着主承载相的作用，而液晶聚合物微纤可以阻断微裂纹的发展所得材料的力学性能优于性能己很优越的短纤维增强塑料洳之其加工性能优于纤维，强塑料，很快引起了国际著名聚合物材料公司的关注从开发新的加工方法角度考虑，町3，4和5，6萼人采用种类似于热固性复合材料加工中的预浸成型的方法，将含几，的共混物预先挤出成片条或进步拉伸成纤，此时，几，己1！成纤；然后，扭氏尸1炕点而高哜体树船你点的温度下1行次加工汗射或铺层热压，丁1微纤在材料中得以保持，同时还改善了步法加工的原位复合材料存在的各向异性问，另外，更多的学者从改善基体树脂与增强相⑾说慕缑嬲辰崃θ胧郑，床捎迷鋈莸陌，基金项目国家自然科学基金资助项目59673022；中国科学院王宽诚教育基金会资助项目；所工程塑料国家重点实验室从事博±后研宄工作，合作导师为何嘉松教搜通讯联系人=与，树脂的界翻容性义而，=！才料力学性能与共混物的相结构直接相关和宏观上的纤维增强树脂基复合材料处纟阳司原位复合村料的力学性能方面要求分散相具人的长径比和良好的力户性=.乃面，要求微纤与基体间要有良好的界面相容性。般说来，+同的了基体，不同的=12面的相容性，很大，但基本上都是不相容，或弱相容的，而这些对提高原位复合祠嫌功宇性此是个利的在已经研划勺很衫体系中，长经界血处理或阶淡州的抓5王力13程中，共混物中的榉忠苍，恍纬裳窘虾玫奈⑾随，1.构，但增，效果却差强人与增强相聚合物之间的相容性不够好，导致了增强相在基体树脂中的分散不均匀，7强相与，指的界面粘附力较小如何提高界面的相容性是响待解决的问所以，近年来，有关原位复合材料的研究报道有很大部分是关于界面相容性改善的，并取得了定的进展，本文拟对此作简要综述归纳近期国内外文献河以把原位复合材料的增容技术分为以下几神1引具有增容作用的第组分在般的聚合物共混物中，以第组分作为相容剂的研宄很多，并日趋成熟同样，在原位复合体系的增容中，加入第71组分作为把容剂的研允报道也*多。

1.1功能化聚合物马来酸酐几省较的活性，可以与很多活性擎，反应，将其与其他单体或聚合物进1接枝或嵌段共聚，可生成种含活性基团增容剂，对相容性较差的极性聚合物非极性聚合物共混体系增容效采显著，如1付，体系的增耗作叫，1.1等人4以外，作为增容剂，考察了其对，斤伙加8950沈加人950和，03000体系的增容作甩结果明，容后材料的力学性能在纵向沿注射成型流动方向和横向方向均有显著提高，如经增容的，6，恤8950体系和相应未，容体系相比，在，时1.8950含量分别为30和5酚时，模量分别提高了3视和2旋，而强度均提高了10脱。对共混物的断面形貌分析明，呦人的加入，细化了1微纤，同时1微纤的分布更加均匀另外，经增容后的材料注射样条面极光滑。因为增容剂中的酸酐基团含量相对较小，故没有得到共混物中在加工过程中存在化学反应的直接证据，作者把这种明显的增界效果结尸共混物姐分间的特殊作用，如氢键作用等，*近。1等人又报道了用种含能团的聚含物乙烯两烯酸酯冯来酸酐儿共聚物来，容1950或只，10300体系，柏相4容的，较大提高。他们把力学性能的提高归结于1形成良好的微纤，巨微纤与基体树脂的界面粘结力增加但，肘结果明，加入，容剂后，共混物中的液晶组分和基体树脂的乃均未发生位移。这里是由于增容剂的量较少不足以影响到组分间乃的位移，还是其他物理作用，均未作进步说叽等人在以功能化聚合物增容原位复合材料的研究方面做了较为系统的工作，他们以河1仰，妃增容久46沈恤，95人6，1.3分8本树脂中，即使在较高的剪切速率下亦是如此而等的研究结果明，增容后体系中开多71好的1微纤结构采用厘技术证明共混体系在加工过程中确实存在定程度的化学反应，并提出了可能的化学反应，如下正是加入的增容剂中的酸酐基团与液晶共聚酯中的端氨基如以6或端羟基如6，1以基体树脂的界面张力，提高了共混物的相容性86，还用意形象地描述了界面增容剂的作用对其他些含酸酐羧酸基团的功能化聚合物及其对不同原位复合材料体系的增容效果也有较多报道近年来在般共混体系中，以离聚物作为增容剂的研宄也比较多，这是因为离聚物01能与多种聚合物树脂完全相容或者部分相容，适应的范围比较宽19，是类很好的界面相容剂取21！而成功地运用于原位复合材料体系的则集中于贾士，和何嘉松等人234的工作，他们采用种离聚物1度磺化聚苯乙烯锌盐283作为增容剂考察了其对，人6丁，票53101几0和，8几0等体系的增容效果，系统研究了增容剂对体系的相容性形态结构和力学性能的影响，结果明233的加入，可使体系的力学性能明显提高。如在丁体系中，当丁含量相同情况下，2，的233的加入，可使体系的拉伸强度提高73，模量提尚39.080和0人分析明，丁，刖鄯恚ǎ，是完全不相容的，而离聚物39分别与108部分相容。将83加入0与，8的共混物中，共混物中，3的7明显地向低温方向移动，这明离聚物88在共混物中产生了增容作用。3厘结果明，增容后10分散相的微区尺寸明显减小，且在基体树脂中分散得更加均匀，同时相面变得模糊，这是界面粘结力提高的特征。他们还用FTIR研究SPS与PC之间的相互作用，结果明，SPS的磺酸基与，的羰基间存在特殊相互作用，如离子偶极，偶极诱导偶极相互作用从而在两相界面之间形成物理交联，明显降低了共混物的界面张力。

1.3嵌段共聚物和接枝共聚物对于不相容的兀共混物人和队米用共聚物，78或，7作为增容剂的报道较多，这里0组分与，目容如乙丙橡胶尺或0厘是，共混物的种较好的相容剂188印，依次分别增容PESBHPPSBH和PBTSBH体系，取得了较好的效果类似的工作也有较多的报道为便于了解第组分用作增容剂的情况，本文把查阅到的有关第组分增容剂及其增容体系列于1中。

2在分散相液晶分子链上引入和1基体相同或相似的结构单元周其庠等网采用志程塑，融，方嗥巧擂，局到玉程，的分子链中镊次合增界剂共混物以冰乙烯邛基丙烯酸缩水甘油酯共聚物元共聚物乙烯两烯酸酯马来酸酐共聚物，乙烯构烯酸乙酯邛基丙烯酸缩水甘油酯共聚物甲基丙烯酸甲酯耳基甲基戊酰亚胺共聚物1冗甲基丙烯酸官能化此171丙烯酸官能化阳离聚物横化聚苯乙烯聚羟基醚经种酐改性，6，3人900成出具有如下结构的液晶聚酯碳酸酯该聚合物与，的主链上均含有双酚人单元以此与，共混后，制得的原位复合材料中两相1丹，良好的和容性，材料的强度也较好。

*近，日本的0如等人57报道了以种新型聚酰亚胺类热致液晶聚合物分别与两种不同结构，碰1笕，温郝究结果明，耄，瓯基本上属于不相容体系，而丁，1在定组分范围内具有较好的相容性，并认为这种相容性可能来源于者在化学结构上的相似性属于这类增容方法的研究还有其他报道58！

3酯交换反应众所周知，聚酯共混物在熔融加工过程中的化学反应包括酸解反应醇解反应和链段与链段之间的交换反应即酯交换反应，由于在聚酯中端0，和，0的含量极小，故酯交换反应往往占主导地位所以，在聚酯的共混物中，酯交换的现象比较常也比较重要，文献报道的也较多596而目前已商品化的凡，大多属于液晶共聚酯，锢丽人6，加人丁，70，尺，心出1等，当这类丁，与，丁665，8丁6669，76776和，人货7778等聚酯的工程塑料原位复合时，在高温熔融状态下，就有可能发生定程度的酯交换反应，由此原位生成某种具有杂化结构的共聚物，从而能改善两组分的相容性。

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