VDF/CTFE共聚物的溶解性与其结构的相关性研究

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VDF/CTFE共聚物作为粘结剂被应用于塑料粘结炸药(PBX)的研制中。通常采用测定氯含量的方法来表征此共聚物中的单体链节比,但也发现其中链节比相似的VDF/CTFE共聚物在溶解性上却表现出较大的差异性。而共聚物的溶解性又直接影响到PBX的相关性能,因此,从研究共聚物的结构出发来解释其中影响共聚物溶解性的因素和机理成为人们最为关心的问题之一。 本论文从VDF/CTFE共聚物的溶解特征出发,采用现代分析方法,如X射线衍射(XRD)、核磁共振(NMR)、高分辨裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)和凝胶渗透色谱(GPC)等,并结合理论推导和计算,研究了VDF/CTFE共聚物的聚集态结构、特征链节结构组成及分布、单体链节排列和平均分子量及其分布对其溶解性的影响作用机理。 研究了不同类型VDF/CTFE共聚物的溶解状况。结果表明它们所表现出的溶解性各不相同,VDF/CTFE (1∶1)共聚物的溶解性优于VDF/CTFE (1∶4)共聚物的溶解性;后者即使在相同的溶解体系中表现出的溶解性也有很大的差异。 该共聚物的聚集态结构是直接影响其溶解性的一个重要因素,但不是唯一因素。对于不同批次VDF/CTFE(1∶4)共聚物样品,聚集态结构对其溶解性的影响作用机理也不尽相同。另外,还发现并不是所有的VDF/CTFE(1∶4)共聚物的结晶结构在溶解体系中都表现出同样的溶解状况。因此,依据“溶剂刻蚀”原理来求取结晶度的方法对VDF/CTFE共聚物体系并不适用。 运用NMR和Py-GC/MS方法能有效地对VDF/CTFE共聚物中特征链节结构组成及分布和单体链节分布等进行表征和测定。不同类型的VDF/CTFE共聚物分子链上分布着不同特征链节结构组成及分布。VDF/CTFE(1∶4)共聚物溶解性不同的部分中有着不尽相同的链节结构组成及分布,在溶解的部分中更多地分布着偏二氟乙烯单体链节,而在不溶解部分中更多的分布着三氟氯乙烯单体链节。同时,两单体链节在VDF/CTFE(1∶4)共聚物溶解性有差异的两部分中的排列情况也迥然不同,在溶解部分中,共聚物分子链上更倾向于以两单体交替形式排列为主,且具有类似VDF/CTFE(1∶1)共聚物中单体链节序列分布特征,而在其不溶解部分中的共聚物分子链上更倾向于以三氟氯乙烯为重复单元的链段结构分布特征。由此,两单体链节在共聚物分子链上组成和排列分布的差异是产生其溶解性差异的主要原因。 VDF/CTFE共聚物的分子量及其分布也是影响其溶解性的一个因素。由于有的共聚物在溶剂体系中不完全溶解,可以采用逼近的方法讨论其影响。 vDF/CTFE共聚物的溶解性与其结构的相关性研究 由理论推导及计算,并结合实验对VDF/CTFE共聚物溶解性差异部分的结构进行研究。该共聚物溶解性差异部分在分子链组成分布、链段分布及聚合度分布上存在着差异,这也同时影响了此共聚物聚集态结构,从而造成了溶解性的差异。
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