2.4.4 黏度特性
BAMO-r-THF共聚醚黏度特性直接关系其使用性能,采用RHEOSTRESS 300应力流变仪对其黏度-温度关系进行测定,测试升温速率为1 K·min-1、剪切速率为1 s-1、温度范围为10~60 ℃。
DSC法测定BAMO-r-THF共聚醚玻璃化转变温度接近-60 ℃,10~60 ℃温度范围内,其黏度-温度关系应满足Arrhenius半经验函数关系[27]:黏度对数与温度倒数呈线性关联。图2-18是BAMO-r-THF共聚醚黏度随温度变化的特性曲线。可以看出,特性曲线呈现三阶线性关联。低于0.003 2(高于40 ℃)和高于0.003 3(低于30 ℃),BAMO-r-THF共聚醚黏度随温度上升而缓慢降低。相比之下,在0.003 2~0.003 3范围内(对应40~30 ℃),BAMO-r-THF共聚醚黏度随温度降低而显著增加。这表明,BAMO-r-THF共聚醚低于30 ℃比高于40 ℃具有更高的黏度。基于DSC、XRD研究结果,可以得出结论:高于0.003 3时(低于30 ℃),BAMO-r-THF共聚醚基体中存在BAMO微嵌段结晶晶粒,为半结晶聚集态,结晶晶粒增强了高分子聚醚链间的相互作用,制约了链段运动能力,BAMO-r-THF共聚醚表现出更高的黏度[28]。低于0.003 2时(高于40 ℃),BAMO微嵌段结晶晶粒完全熔融,BAMO-r-THF共聚醚分子链间的相互作用减弱,链段运动能量增强,呈现出更低的黏度。
图2-18 BAMO-r-THF共聚醚黏度特性曲线
低于0.003 2(高于40 ℃)或高于0.003 3(低于30 ℃)时,BAMO-r-THF共聚醚聚集态结构变化不大(见POM图),变化温度仅影响聚合物链段的活动性,温度对BAMO-r-THF共聚醚黏度的影响较为适中[29]。在0.003 2~0.003 3区间内(40~30 ℃),由于BAMO微嵌段结晶晶粒熔化,温度变化不仅影响聚合物链段运动能力,还对其聚集形态造成影响。因此,40~30 ℃温度范围内,BAMO-r-THF共聚醚黏度对温度较为敏感,黏度随温度降低而迅速增加。
BAMO微嵌段结晶对BAMO-r-THF共聚醚黏度性能的影响也可从其DMA曲线得到验证。在图2-13 BAMO-r-THF共聚醚DMA曲线中,损耗因子曲线在20~30 ℃间的馒头峰对应于BAMO微嵌段结晶晶粒的熔融过程。