超聲場(chǎng)輔助MAA-AN共聚物的制備與表征及熱分解動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、超聲化學(xué)已成為目前化學(xué)研究領(lǐng)域的前沿學(xué)科之一。這是由于超聲波可以在液體體系中產(chǎn)生空化、劇烈攪拌等效果，使其在高分子合成及高分子反應(yīng)機(jī)理的研究中有著諸多獨(dú)特的應(yīng)用。聲化學(xué)理論計(jì)算和對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，超聲空化作用可使空化泡相界面周圍出現(xiàn)5000K高溫、66.24kPa高壓的極端環(huán)境，這樣的條件下溶劑、單體或高聚物鏈會(huì)發(fā)生分解或破裂產(chǎn)生自由基，更多的自由基有利于反應(yīng)的引發(fā)。此外，超聲波有效的混合作用有利于反應(yīng)的進(jìn)行。
　　本論文在超聲波輔助

2、作用下，以甲基丙烯酸（MAA）和丙烯腈（AN）為主要原料進(jìn)行自由基聚合，得到MAA/AN共聚物。研究了單體配比、引發(fā)劑用量、超聲波頻率以及聚合溫度等因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響，同時(shí)計(jì)算了MAA和AN的競(jìng)聚率。結(jié)果表明，單體配比為1:1，引發(fā)劑用量為0.2％，超聲頻率為20kHz以及聚合溫度為55～60℃時(shí)，聚合反應(yīng)速率適當(dāng)，反應(yīng)過(guò)程易于控制，所得共聚物的相對(duì)分子質(zhì)量較高。MAA和AN的競(jìng)聚率分別為0.04和0.50。
　　采用DTG熱分

3、析技術(shù)研究MAA/AN共聚物的熱分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，得出聚合溫度為50℃、120℃、140℃、160℃的MAA/AN共聚物的熱分解反應(yīng)活化能分別為61.24kJ/mol，101.59kJ/mol，147.46kJ/mol，185.14kJ/mol；指前因子lgA0分別為4.40，7.70，10.35，14.69。通過(guò)紅外光譜分析（FTIR）、熱失重分析（TG）、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）等方法對(duì)共聚物的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了分析，得到相應(yīng)共聚物的彎

4、曲強(qiáng)度分別為93.8MPa、192.5MPa、55MPa、168.4MPa，彎曲模量分別為4.06GPa、4.79GPa、0.75GPa、6.74GPa，沖擊強(qiáng)度分別為7.5kJ/m2、13.2kJ/m2、23.4kJ/m2、18.4kJ/m2。TG曲線表明，不同聚合溫度下MAA/AN共聚物800℃時(shí)殘?zhí)柯始s為40%，說(shuō)明MAA/AN共聚物具有良好的熱穩(wěn)定性；通過(guò)DMA分析，聚合溫度為50℃、120℃、140℃、160℃的MAA/AN共