聚合物相容性共混物的流变学研究及其阻尼材料

In this project, we focus on the research about miscible polymer blends, which is composed of two parts: fundamental research and development of materials. In the first part, we will employ monodispersed polymers with well defined structure to design a series of model experiment to study the viscoelastic behaviors of some typical miscible blends at different composition, temperature and molecular weight. Using the rheological data, we will try to illuminate some fundamental problems about polymer chain dynamics in miscible blends, such as the segmental friction environment, the mixing rule of entanglement networks, and the single-chain relaxation function. Besides, we will also combine the experimental results from rheology, dielectric measurement and simulation to develop new concept and perfect existing theoretical models. In the second part, guided by the fundamental rheological research and on the knowledge of dynamic heterogeneity in miscible blend, we will try to find suitable miscible blends with excellent damping property. With the optimization of polymer architecture, molecular weight, composition and processing procedure, we hope to obtain damping materials with outstanding damping ability and wide damping temperature range.

本项目将从基础研究和材料开发两个方面对聚合物相容性共混物展开研究。基础研究方面，使用结构明确且单分散的模型聚合物样品，通过设计一系列模型实验来研究聚合物种类、分子量、浓度、温度等因素对共混物线性粘弹性的影响。根据流变数据，阐明一些高分子链动力学基础问题，如相容性共混中局部环境对链段运动的影响、二元相容性缠结网络的加合律、以及相容性共混物中组份的单链松弛函数等；并与分子模拟、介电松弛等结果相结合，发展新概念和进一步完善动力学理论模型。材料开发方面，在前期流变学基础研究的指导下，利用相容性共混松弛动力学非均质性的特点，筛选适合的相容性共混体系，改变聚合物的构筑结构、分子量、共混组份浓度以及加工手段，开发具有宽温域、易调节、具有优异力学与阻尼性能的新型材料。

本项目按照“资助项目计划书”内容执行，从基础研究和材料开发两个方面对聚合物相容性共混物展开研究。基础研究方面，针对多个聚合物溶液体系和聚合物相容性共混体系，设计了系列模型实验来研究聚合物种类、分子量、溶剂种类、浓度、温度等因素对共混体系线性粘弹性的影响。从中抽提出关键流变数据，阐明了系列高分子链动力学基础问题：相容性共混中局部环境对链段运动的影响；二元相容性缠结网络的加合律；相容性共混物中组份的单链松弛函数；溶剂对聚合物溶液中摩擦环境的影响；溶剂-聚合物相互作用对缠结程度的影响。这些结果与其它实验手段以及分子模拟结果相结合，发展和完善了相容性聚合物共混体系动力学理论模型。材料开发方面，在流变学基础研究的指导下，利用相容性共混松弛动力学非均质性的特点，改变聚合物的构筑结构、分子量、共混组份浓度以及加工手段，开发了具有宽温域、且温域可调的具有优异力学和阻尼性能的新型共混阻尼材料。