کنترل سینتیک تجزیه اسپینودال در آمیخته‌های PS/PVME با رفتار LCST با استفاده از نانوذرات کروی

در پژوهش حاضر، اثر نانوذرات کروی بر سینتیک جدایی فاز اسپینودال در آمیخته پلی‌استیرن(PS)-پلی­‌وینیل متیل اتر (PVME) مطالعه شد. برای مشاهده تغییرات شکل­‌شناسی حین جدایی در پژوهش حاضر، اثر نانوذرات کروی بر سینتیک جدایی فاز اسپینودال در آمیخته پلی­‌استیرن(PS)-پلی‌­وینیل متیل اتر (PVME) مطالعه شد. برای مشاهده تغییرات شکل­‌شناسی حین جدایی فاز نمونه­‌ها از تصاویر میکروسکوپ نوری (TEM) و الکترونی پویشی (SEM) استفاده شده است. برای آمیخته 70/30 PS/PVME در دمای 110 درجه سلسیوس در زمان­‌های اولیه جدایی فاز ساختاری هر دو فاز پیوسته القا می‌­شود که حاکی از سازوکار جدایی فاز اسپینودال است. به دلیل انرژی آزاد زیادی که در سطح مشترک دو فاز در ساختار هر دو فاز پیوسته وجود دارد، این ساختار پایدار نبوده و به شکل‌­شناسی قطره ماتریس شکسته می­‌شود. با ادامه جدایی فاز اندازه قطره‌­ها به‌­طور قابل توجهی بزرگ‌­تر شده و توزیع پهنی از اندازه قطره‌­ها مشاهده می­‌شود. برای مطالعه سینتیک جدایی فاز افزون بر تصاویر میکروسکوپ نوری از آزمون پویش بسامد مدل کشسان در ناحیه گرانروکشسان خطی در زمان­‌های مختلف جدایی فاز استفاده شده است. تصاویرTEM نشان می‌­دهد، نانوذرات آبدوست حین جدایی فاز به‌­طور کامل جذب ترجیحی فازی غنی از PVME می‌­شود که سازگار با پیش ­بینی رابطه ترمودینامیکی پارامتر خیس‌­شوندگی است. نانوذرات سینتیک جدایی فازی را در کسر حجمی کم %0.5 به مقدار قابل­ توجهی کاهش داده که با افزایش مقدار نانوذرات به %1 شدت کاهش به‌طور چشمگیری افزایش می‌­یابد. در کسر حجمی%2، نانوذرات به­‌طور کامل جدایی فاز را متوقف کرده و شکل­‌شناسی کاملاً پایدار هر دو فاز پیوسته القا شده با سازوکار اسپینودال تشکیل می­‌شود. تصاویر TEM نشان می­‌دهد، ساختاری فراگیر دوگانه با وجود %2 نانوذرات A200 تشکیل می­‌شود.