P(MMA-MA)-OMMT納米復(fù)合材料的制備及其對(duì)PVC共混改性的研究.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用塑料之一，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐化學(xué)試劑和耐燃性，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。但是PVC的耐熱性和抗沖擊性能較差，因此需要對(duì)PVC進(jìn)行改性，以滿足PVC的應(yīng)用需求。由于聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料比聚合物基體具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能、阻燃性能和尺寸穩(wěn)定性，所以被廣泛用于耐熱增強(qiáng)材料，對(duì)聚合物基體進(jìn)行改性。 本論文通過原位乳液聚合法制備了有較好耐熱性能的聚(甲基丙烯酸甲酯．丙烯酸甲酯)/有機(jī)化蒙脫土(P(MM

2、A—MA)/OMMT)納米復(fù)合材料，用其與PVC進(jìn)行共混改性，以提高PVC的耐熱性和抗沖擊性能。 本論文在氧化—還原引發(fā)體系下進(jìn)行原位乳液插層共聚合，制備了P(MMA—MA)/OMMT納米復(fù)合材料。通過分析制得乳液的穩(wěn)定性及乳膠粒粒徑，確定了最佳聚合工藝，包括最佳乳化劑濃度、引發(fā)劑濃度、反應(yīng)溫度等。結(jié)果表明：當(dāng)乳化劑濃度為7％、引發(fā)劑濃度為0.3％和反應(yīng)溫度在60℃時(shí)，乳液中乳膠粒的粒徑尺寸較小，且乳液穩(wěn)定性很好。 制得

3、P(MMA—MA)/OMMT納米復(fù)合材料之后，采用X—射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)表征了OMMT在納米復(fù)合材料中的分散；用熱失重(TGA)研究了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性；用裂解色譜—質(zhì)譜(GPC—MS)來解釋其熱降解機(jī)理并且證實(shí)了其共聚結(jié)構(gòu)確實(shí)已經(jīng)產(chǎn)生。結(jié)果顯示：OMMT部分插層部分剝離的納米復(fù)合材料已經(jīng)形成；納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性隨著OMMT加入量的增加而提高，并且當(dāng)OMMT的含量為5％8寸，其耐熱性最好；但繼續(xù)增加OMMT的用量

4、會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性，反而使納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性降低。另外，第二單體MA的加入也會(huì)增加納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，當(dāng)MMA/MA共聚比為2：1，OMMT含量為5％時(shí)，所得納米復(fù)合材料失重率為10％的失重溫度比純PMMA增加了48.3℃。 將制得的P(MMA—MA)/OMMT納米復(fù)合材料與聚氯乙烯(PVC)在雙輥塑煉機(jī)上進(jìn)行共混，制備了不同共混比的共混物。通過掃描電鏡(SEM)分析了兩相的相容性；用TGA測(cè)試表征了共混物的熱性能；并通

5、過拉伸、沖擊試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試(DMA)表征了共混物的力學(xué)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：SEM觀察到共混物材料為韌性斷裂，兩相共混效果較好且相容性很好；隨著納米復(fù)合材料添加量的增加，共混物的熱性能逐漸增加并達(dá)到平衡。當(dāng)納米復(fù)合材料與PVC共混比達(dá)到20：100時(shí)，共混物的熱性能達(dá)到最佳，比純PVC在10％失重率的失重溫度提高了17.4℃；共混材料的力學(xué)性能隨納米復(fù)合材料添加量的增加而增加，當(dāng)納米復(fù)合材料的添加量達(dá)30份時(shí)，材料力學(xué)性能達(dá)到最佳，其拉伸

6、強(qiáng)度、楊氏模量和沖擊強(qiáng)度分別比純PVC提高了34.6％、75.4％和21.1％，之后隨納米復(fù)合材料添加量的增加，共混材料的力學(xué)性能開始下降。對(duì)共混材料的DMA測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和儲(chǔ)存模量(Eˊ)均大于純PVC的Tg和Eˊ，但對(duì)于共混物來說，P(MMA—MA)/OMMT納米復(fù)合材料添加量的增加對(duì)共混材料的Tg和損耗模量(E")的影響較小，但儲(chǔ)存模量(Eˊ)有較大提高。 本論文的創(chuàng)新性在于： ①采用