新型液晶化合物及其成核劑的合成及對PP結(jié)晶行為的影響.pdf

1、液晶聚合物(LCP)具有高強(qiáng)、高模等優(yōu)良特性，在復(fù)合材料共混改性中已獲得了的應(yīng)用，但是，LCP作為聚丙烯成核劑的研究報(bào)道很少。因此，開展液晶類成核劑的研究不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和理論意義，而且有望開發(fā)出高效、多功能化的新型聚丙烯成核劑。
　　 本論文設(shè)計(jì)并合成了十七種新型液晶類單體：4-乙基苯甲酸-4'-烯丙氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M1)、4-乙基苯甲酸-4'-烯丙氧基聯(lián)苯酚酯(ME)、4-乙基苯甲酸-4'-烯丙氧基苯甲酸對聯(lián)苯

2、酚雙酯(M3)、4-乙氧基苯甲酸-4'-烯丙氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M4)、4-乙氧基苯甲酸-4'-烯丙氧基聯(lián)苯酚酯(M5)、4-乙氧基苯甲酸-4'-烯丙氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M6)、4-(p-乙氧基苯甲酰氧基)苯甲酸-4'-烯丙氧基聯(lián)苯酚酯(M7)、4-乙基苯甲酸-4'-十一烯酸對苯二酚雙酯(M8)、4-乙基苯甲酸4'-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M9)、4-乙基苯甲酸-4'-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M10)、4-乙基苯甲酸-4'

3、-十一烯酰氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M11)、4-乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對苯二酚雙酯(M12)、4-乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸對苯二酚雙酯(M13)、4-(p-乙氧基苯甲酰氧基)苯甲酸-4'-十一烯酸對苯二酚雙酯(M14)、4-乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M15)、4-乙氧基苯甲酸-4'-十一烯酰氧基苯甲酸對聯(lián)苯酚雙酯(M16)、4-(p-乙氧基苯甲酰氧基)苯甲酸-4'-十一烯酸對聯(lián)苯酚雙酯(M17)。并分

4、別將上述單體與聚甲基含氫硅氧烷進(jìn)行了接枝共聚，合成P1～P17十七種均聚物，另外，還將一定量的單體M1、4-烯丙氧基-4'-羥基聯(lián)苯(N1)、4-烯丙氧基苯甲酸(N2)與聚甲基含氫硅氧烷共聚，制備出兩種新型液晶共聚物PNA-1與PNA-2。并分別把不同含量的PNA-1與PNA-2與聚丙烯在一定條件共混，得到了一系列的共混樣品。利用FT-IR或1H-NMR分析對所合成的單體、聚合物和共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過POM、DSC、TGA等對液

5、晶單體、均聚物和共聚物的液晶性能進(jìn)行了測試和分析，同時(shí)采用POM、DSC、XRD等初步研究PNA-1與PNA-2對等規(guī)聚丙烯結(jié)晶性能與形態(tài)的影響。FT-IR和1H-NMR研究表明，所合成的單體、均聚物和共聚物均符合分子設(shè)計(jì)。
　　 單體M1～M17均為熱致液晶，呈現(xiàn)典型的向列相的絲狀織構(gòu)、球?？棙?gòu)和紋影織構(gòu)，此外，M10與M15還呈現(xiàn)近晶A(SA)相的棒狀織構(gòu)、近晶C(SC)相的破碎扇形織構(gòu)及近晶B(SB)相的馬賽克織構(gòu)，M11

6、與M16呈現(xiàn)SA相的棒狀織構(gòu)。所有均聚物和共聚物均呈現(xiàn)明顯向列相的液晶織構(gòu)。
　　 單體M8與M16在升溫過程中未出現(xiàn)清亮點(diǎn)，但POM表明M16具有明顯的液晶性能，由于熱分解而未出現(xiàn)清亮點(diǎn)，而M8只在降溫過程出現(xiàn)液晶性能，為單致變液晶化合物，另外十五個(gè)單體均出現(xiàn)液晶態(tài)向各相同性態(tài)轉(zhuǎn)變；所有均聚物出現(xiàn)明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變，此外，P9、P11、P13和P16還出現(xiàn)了熔融轉(zhuǎn)變，表明這四個(gè)均聚物是半結(jié)晶型聚合物，其余十三個(gè)均聚物為非晶聚合物

7、；液晶共聚物PNA-1和PNA-2均出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變和清亮點(diǎn)。此外，TG表明所有聚合物的熱分解5％時(shí)的溫度均在300℃以上，具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　 以液晶共聚物PNA-1與PNA-2作為等規(guī)聚丙烯成核劑，研究發(fā)現(xiàn)PNA-1能有效提高聚丙烯的結(jié)晶溫度和結(jié)晶速度，且能誘導(dǎo)β晶的生成，當(dāng)含量為0.6％時(shí)效果最佳，當(dāng)結(jié)晶溫度為110℃時(shí)，β晶所占含量最大，其成核和生長過程主要按二維片狀方式生長；共聚物PNA-2能促使聚丙烯的成核點(diǎn)數(shù)目