改性有機(jī)玻璃的制備、結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、有機(jī)玻璃具有優(yōu)異的光學(xué)性能,但在耐熱性和韌性等方面存在不足,使其應(yīng)用范圍受到限制.化學(xué)交聯(lián)、定向拉伸和納米復(fù)合是提高有機(jī)玻璃耐熱和力學(xué)等性能的重要途徑.針對(duì)有機(jī)玻璃存在的缺陷以及交聯(lián)有機(jī)玻璃合成規(guī)律、交聯(lián)和定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)與性能研究較少的現(xiàn)狀,本文從交聯(lián)有機(jī)玻璃合成規(guī)律的研究出發(fā),對(duì)交聯(lián)和定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行探索.此外,論文還對(duì)納米SiO<,2>改性有機(jī)玻璃的制備、結(jié)構(gòu)和熱性能展開了研究. 甲基丙烯酸甲酯

2、(MMA)自由基交聯(lián)共聚合規(guī)律的研究表明:不同MMA/交聯(lián)劑體系的聚合動(dòng)力學(xué)過程和凝膠化過程不同.對(duì)于MMA/交聯(lián)劑A體系,凝膠點(diǎn)在聚合轉(zhuǎn)化率10～20﹪之間出現(xiàn),而對(duì)于MMA/交聯(lián)劑B體系則在聚合轉(zhuǎn)化率60～80﹪之間出現(xiàn).隨著交聯(lián)劑用量的增加,凝膠點(diǎn)前相同時(shí)間點(diǎn)的溶膠生成率增加,凝膠點(diǎn)后溶膠生成率減小,凝膠生成率增加,相同轉(zhuǎn)化率時(shí)的凝膠分率增加,平衡溶脹度減小;隨著聚合溫度的增高,凝膠點(diǎn)呈滯后趨勢(shì),相同轉(zhuǎn)化率時(shí)的凝膠分率減小;引發(fā)劑

3、用量對(duì)凝膠分率和平衡溶脹度的影響不大;隨著轉(zhuǎn)化率的增加,溶膠分子量在凝膠點(diǎn)前增加,凝膠點(diǎn)后減小. 為了減少交聯(lián)劑加入對(duì)MMA聚合凝膠效應(yīng)的影響,本文以B作為交聯(lián)劑,制備了交聯(lián)有機(jī)玻璃板材,并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)劑用量的增加,凝膠分率增大,平衡溶脹度減小,沖擊強(qiáng)度稍有增加,拉伸強(qiáng)度和玻璃化溫度先增加后減小,在交聯(lián)劑B用量為3﹪時(shí)達(dá)到峰值. 為了進(jìn)一步比較定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃和交聯(lián)有機(jī)玻璃的性能差異,對(duì)定向

4、拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明,不同厚度和不同取樣位置的定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)和性能有一定差異.與普通有機(jī)玻璃相比,定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和玻璃化溫度有很大提高,但與未定向拉伸的交聯(lián)有機(jī)玻璃相比,沖擊強(qiáng)度和玻璃化溫度提高不大,而拉伸強(qiáng)度提高20MPa.左右. 對(duì)納米SiO<,2>改性交聯(lián)有機(jī)玻璃的制備、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了初步探討,發(fā)現(xiàn)對(duì)納米SiO<,2>表面接枝改性可以很好提高SiO<,2>

5、表面的親油性,進(jìn)而與MMA原位聚合.通過紅外和抽提分析,證明PMMA分子接枝在SiO<,2>表面,接枝效率可達(dá)90﹪以上;納米SiO<,2>粒子在原位本體聚合制備的納米SiO<,2>改性交聯(lián)有機(jī)玻璃中分散均勻,呈單分散形態(tài);隨著SiO<,2>含量的增加,PMMA/SiO<,2>復(fù)合物的玻璃化溫度和熱穩(wěn)定性提高. 本文的研究結(jié)果為定向拉伸和未定向拉伸交聯(lián)有機(jī)玻璃板材的合成、結(jié)構(gòu)和性能分析以及納米粒子改性有機(jī)玻璃的制備提供基礎(chǔ),對(duì)提