多相多组分聚合物弹性体系剪切场下相分离过程的形态、动力学和流变学研究

多相多组分聚合物材料在加工流场中的相分离是控制材料结构与性能的关键问题,具有重要的学术意义和工业应用背景,然而对于具有动力学不对称性的聚合物共混物，特别是弹性体共混物，流场与相分离机理、动力学、相形态、流变行为之间的相互影响并不清楚。本项目针对流场中动力学不对称体系相分离中的基本科学问题，进行如下四个方面研究：1.剪切场对相分离行为的影响；2.相分离过程的流变学问题；3.剪切场作用下的相分离机理和动力学问题；4.填料对共混体系相行为的影响。通过这些研究，在分子水平上建立外场下聚合物分子间的相互作用和聚合物的相容性、多组分聚合物材料的物理状态和物性之间的关系，在粘弹性聚合物共混物相分离理论、流场的作用、相分离聚合物流变理论等方面的研究取得创新性成果，为制备高性能弹性体共混材料奠定坚实的理论基础。

多相多组分聚合物材料在加工流场中的相分离是控制材料结构与性能的关键问题,具有重要的学术意义和工业应用背景,然而对于具有动力学不对称性的聚合物共混物，流场与相分离机理、动力学、相形态、流变行为之间的相互影响并不清楚。本项目针对流场中动力学不对称体系相分离中的基本科学问题，从理论、模拟和实验三方面进行了如下几个方面研究。1.针对双连续相形态、复杂界面性质、动态不对称性与浓度涨落问题建立了一系列流变学模型，给出了相分离过程流变性质变化的理论依据，奠定了用流变学研究相分离行为的理论基础，丰富了共混体系的流变学本构理论。2.针对聚合物二元共混体系，深入研究了相分离过程的流变学特征，提出来用流变学表征静态与剪切条件下相图的方法，并将该方法推广到其它聚合物多相体系，如纳米粒子填充共混体系和多嵌段共聚物；提出了一整套用流变学研究相分离机理和相分离动力学的方法，并首次得到了相分离过程中的浓度涨落动力学与成核动力学；阐明了纳米粒子与聚合物的相互作用以及分子自组装对聚合物共混体系多重相转变的影响，并应用这些理论认识指导制备了高水通量的聚合物微孔膜。3.建立了模拟研究聚合物相转变的多尺度方法，通过对各种流场中粘弹不对称共混体系相分离过程的研究，阐明了动态不对称性在聚合物共混体系相分离中的重要作用，并通过对纳米粒子填充共混体系相分离的研究，阐明了纳米粒子的结构以及纳米粒子与聚合物相互作用对液液相分离的影响。通过这些研究，在粘弹性聚合物共混物相分离理论、流场对相分离的影响、流变学研究相分离机理与动力学、相分离过程的多尺度模拟等方面的研究取得创新性成果，为调控聚合物共混材料相结构与性能奠定坚实的理论基础。