杭州师大李勇进教授：在不相容共混物的反应性增容方面取得系列进展
利用反应性增容剂提高不相容共混物的相容性一直是高分子成型加工研究的重要课题。反应性增容剂的增容原理在于熔融共混过程中原位生成的“接枝聚合物”处于两相界面，降低界面张力，提高两相间粘合力，抑制粒子聚并，达到增容效果。然而由于传统线形增容剂分子原位反应后形成接枝分子结构不对称性，在熔体加工的剪切作用下接枝分子极易被“拉进(pull-in)”或“拉出(pull-out)”，远离界面，形成胶束，对增容没有贡献。为解决这一科学问题，杭州师范大学李勇进教授的课题组近年来从反应性增容剂的分子设计入手，进行了深入研究，取得一系列进展。
该课题组为克服传统线性反应性增容剂面临的问题，提出反应性梳形分子的新型增容模式，利用“大分子单体”法合成了一系列不同结构的反应性梳形分子，发现梳形分子对多种共混体系有高效增容作用（Ind. Eng. Chem.Res. 2015, 54, 2081;ACS Sustain.Chem. Eng. 2015, 3, 2542; Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55,2983; ACS Sustain. Chem.Eng.2016,4, 4480）。在此基础上，课题组通过改变梳形分子主链和侧链的结构，发现胶束也可以在界面上增容不相容高分子共混物，从而首次实现了“界面胶束增容(InterfacialMicelle Compatibilization)”的新方法，制备出高性能高分子纳米合金(图1)。相关成果发表在ACS Macro Lett. 2015, 4,1398; J. Phys. Chem. B2016, 120, 9240上。
图1. “界面胶束” (Interfacial Micelles Compatibilization)增容不相容聚合物共混体系聚偏氟乙烯/聚乳酸：(a)机理示意图，(b)应力-应变曲线，(c)断裂伸长率
最近，该课题组又将“界面胶束增容”的思想拓展到无机纳米粒子，设计合成了表面兼有长侧链和反应性基团的无机纳米粒子。如图2所示，该纳米颗粒加工时与组分聚合物发生反应，原位生成双面无机纳米粒子(JanusNanoparticles)，热力学稳定地处在两组分的界面上，起到高效增容的效果，从而实现了“界面纳米颗粒增容（InterfacialNanoparticle Compatibilization）”。这一研究工作在线发表在ACS Appl. Mater. Interfaces2017 DOI:10.1021/acsami.7b01728及高分子学报2017,2, 334上。
图2. 反应性无机纳米粒子增容不相容聚合物共混体系: (a)透射电镜，(b)扫描电镜照片，(c)机理示意图
除上述基础研究结果外，研究团队还先后申请和获得相关国家发明专利6项。目前正和企业合作，推动梳形分子增容的工业应用。该系列工作得到国家自然科学基金(21674033，51173036)的资助。
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