Three reactive polymer systems have been examined with a new mixing device adapted on a classical rheometer in order to investigate reactive mixing situations encountered in polymer blends. After having characterized the bulk polymerization of 3-caprolactone (3-CL), the polymerization of 40 wt% of 3-caprolactone into a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA) was run into the rheo-mixer. The kinetics of the reaction in dispersed media was observed slightly different from that in bulk since the characteristic time of 3-caprolactone diffusion into EVA is much lower than its time of mixing. On the other hand, it was observed that the molecular weight distribution of the poly(3- caprolactone) is broader in dispersed media (M_wZ15; 000 g moleK1; IpZ2.6) than in bulk (M_wZ17; 000 g moleK1; IpZ1.6). A broadening of the molecular weight distribution in dispersed media was pointed out due to the fact that 3-CL monomer is partitioned between the EVA and PCL phases leading to a non-homogeneous concentration of monomer in the reactive phase. The polycondensation of 40 wt% of a epoxy-amine system into a polystyrene matrix was also investigated and the morphology of the resulting material examined. A gradient of structure and conversion was detected in a blend obtained from the assembly of two initially nonreactive layers. The gradient reveals that the amine diffuses faster than the epoxy leading to non-stoichiometry of the reactive functions across the sample. When the blend was polymerized under shear, the kinetic of the reaction remained unchanged regardless the level of shear. However, the morphologies were significantly different, pointing out the importance of the coalescence and droplet deformation phenomena. Spherical droplets were observed at 0.15 sK1, elongated droplets and fibers at 1.5 and 15 sK1. q 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved

چکیده

سه سیستم پلیمری واکنش گرا با یک دستگاه مخلوط کننده جدید که روی یک رئومتر کلاسیک سوار شده بود، مورد آزمایش قرار گرفتند تا بتوان شرایط مخلوط کردن واکنش گرایی را که در ترکیب پلیمرها بوجود می آید، مورد بررسی قرار داد. بعد از شناخت خواص پلیمریزاسیون توده ای (ε-caprolactone (ε-CL، پلیمری شدن ε-caprolacton  40% وزنی در کوپلیمری از اتیلن و وینیل استات (EVA) در درون رئومیکسر انجام گرفت. مشاهده سینتیک واکنش در میانه پراکنده، حاکی از وجود تفاوت اندک با آنچه در سینتیک واکنش توده ای مشاهده گردیده بود، بود، چرا که زمان شاخص پخش ε-caprolactone در EVA بسیار کمتر از زمان مخلوط شدن آن است. از سوی دیگر مشاهده شد که توزیع وزن مولکولی poly (ε-caprolactone) در میانه پراکنده پهن تر از این توزیع در حالت توده ای است. پهن تر شدن توزیع وزن مولکولی در میانه پراکنده به این واقعیت نسبت داده شد که مونومر ε-CL بین فازهای EVA و PCL، بخش بندی شده و این منجر به غلظت ناهمگن مونومر در فاز واکنشگر می شود. بسپارش تراکمی40% وزنی سیستم اپوکسی–آمین درون ماتریسی از پلی استیرن نیز مورد بررسی قرار گرفت و ریخت شناسی مواد حاصله مورد آزمایش واقع شد. در مخلوطی که از سرهم کردن دولایه ابتدائاً  غیرواکنشگر بدست آمده بود، گرادیانی از ساختار و تبدیل، شناسایی گردید. این گرادیان نشان می داد که آمین سریعتر از اپوکسی پخش می شود و این باعث عدم استوکیومتری عوامل واکنش در نمونه می شود. وقتی که مخلوط تحت [تنش] برشی مورد پلیمری شدن قرار گرفت، سینتیک واکنش، بدون توجه به سطح تنش، بدون تغییر باقی ماند. با این حال در این مورد ریخت شناسی بسیار متفاوتی ایجاد شد که بیانگر اهمیت پدیده های تغییر شکل انعقادی و قطره ای بود. قطره های کروی در s-1 0.15 و قطره های دراز شده و الیاف در 1.5 و s-1 15 مشاهده گردیدند.

1-مقدمه

انتشار و یا انحلال واکنشگرهایی با گرانروی پایین در مقیاس مولکولی در پلیمری با گرانروی بالا، کلیدی برای کنترل معماری مولکولی نهایی در فناوری فراورش پلیمر واکنشگر در حالت مذاب است. نمونه هایی از چنین فرایند واکنش گرایی در مخلوط کردن پلیمر، در پلیمریزاسیون درجای یک فاز در حضور فاز دیگر و یا پیوندزنی یک گونه عامل روی یک زنجیره پلیمری دیده می شود. بطور کلی مدت زمان مخلوط کردن می بایست بیش از مدت زمان اصلاح شیمیایی و یا پلیمریزاسیون باشد، در غیر این صورت ممکن است استوکیومتری محلی، متفاوت از آنچه مطلوب است بوده و در نتیجه مواد کنترل نشده ای بوجود بیاید. بعنوان مثال، کاساگنا و همکاران از روی تغییرات گشتاور در یک مخلوط کننده داخلی، شکل گیری مخلوط پلی اتیلن/ترموپلاستیک–پلی اورتان (PE/TPE) از طریق پلیمریزاسیون درجای دیول هاو دی ایزو سیانات در ماتریس پلی اتیلن مذاب را مورد بررسی قرار دادند...