核殼可控結(jié)構(gòu)聚合物的制備及其對(duì)PBT增韌改性的研究.pdf

1、高分子材料憑借自身的優(yōu)良特性，成為了應(yīng)用極為廣泛的一類材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)高分子材料的性能提出了更高的要求。如何在保持高分子材料原有性能不下降的前提下，提高其強(qiáng)度和韌性成為近年來科研工作者的研究趨勢(shì)。聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種非常重要的熱塑性工程塑料，其具有高的剛性、良好的耐溶劑性、較高的結(jié)晶速率、良好的絕緣性和注塑成型周期短等特性。PBT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾、電子和電器儀表、家用電器以及通訊設(shè)備等領(lǐng)域。然而常溫

2、下PBT有缺口敏感性高，缺口沖擊強(qiáng)度低，受外力呈脆性斷裂的劣勢(shì)。韌性對(duì)于一種工程塑料的使用來說是一個(gè)非常重要的參數(shù)。因此，如何提高脆性材料的韌性是一個(gè)非常值得關(guān)注的問題，已有的研究表明：使用橡膠類來增韌是一種有效提高沖擊性能的方法。所以研究核殼改性劑增韌PBT具有重要的意義。
　　本研究采用種子乳液聚合方法、以聚丙烯酸正丁酯(BA)橡膠相為核層、聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)為殼層，并在殼層最后階段共聚甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(A

3、A)功能單體，最終得到了固含量為50％的核-殼結(jié)構(gòu)聚合物[Poly(BA/MMA-co-MAA或Poly(BA/MMA-co-AA)或Poly(BA/MMA)，簡(jiǎn)稱PBMMA、PBMAA或PBMA]；隨后采用雙螺桿擠出機(jī)將其與PBT進(jìn)行熔融混合，制備了PBT/(PBMMA或 PBMAA或PBMA)三種共混物。實(shí)驗(yàn)中采用重量法測(cè)定并計(jì)算了乳液聚合過程中單體的轉(zhuǎn)化率，傅立葉變換紅外光譜儀分析了其結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)光散射法(DLS)、掃描電鏡(SEM

4、)、透射電鏡(TEM)及動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)分別測(cè)定聚合物乳液的粒徑及其分布、形態(tài)及共混物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能；用簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)和萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了共混物的力學(xué)性能。
　　本實(shí)驗(yàn)首先采用正交實(shí)驗(yàn)法確定了影響核殼結(jié)構(gòu)聚合物對(duì)PBT增韌改性的主要因素和水平，研究了PBMMA(PBMAA)乳膠粒子的核-殼質(zhì)量比分別為80/20共混體系，分別考察了功能單體MAA(AA)用量及核殼比對(duì)PBT增韌效果的影響，并且研究了 PBMMA(PBMAA

5、)用量對(duì) PBT/PBMMA(PBMAA)共混物力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)所述條件下，乳液聚合反應(yīng)中的單體轉(zhuǎn)化率高、乳膠粒粒徑可控，乳液體系穩(wěn)定；所合成的PBMMA(PBMAA)對(duì)PBT具有較好的增韌效果。當(dāng)PBMMA核殼粒子的核-殼質(zhì)量比為80/20、MAA含量為1.8%、加入量為25%時(shí)，對(duì)PBT的增韌效果要優(yōu)于其它實(shí)驗(yàn)條件的結(jié)果，此時(shí)缺口沖擊強(qiáng)度是純PBT的7.83倍；當(dāng)PBMAA核殼粒子核-殼質(zhì)量比為80/20、AA含量為

6、0.75%、加入量是20%時(shí)，對(duì)PBT的增韌效果要優(yōu)于其它實(shí)驗(yàn)條件的結(jié)果，沖擊強(qiáng)度最大值是PBT的8.61倍；但拉伸強(qiáng)度略有下降。
　　此外，研究了最外層不加功能單體的PBMA乳膠粒子的合成及在不同核殼比的PBMA對(duì)PBT增韌的影響，研究了PBMA不同用量對(duì)PBT/PBMA共混物力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：核殼比是75/25，添加量為16.67%時(shí)，共混物的沖擊性能最好，缺口沖擊強(qiáng)度值是純PBT的8.64倍。改性PBT體系的斷裂表面