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多层结构核—壳改性剂增韧PVC体系的研究

作　者: 王春茂
导　师: 张会轩
学　校: 长春工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: PVC 增韧三层核-壳结构核-壳改性剂空洞化
分类号: TQ325.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文通过对传统核-壳改性剂的内部结构进行优化,制备了以聚苯乙烯(PSt)为内核,聚丁二烯(PB)为中间层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壳层的三层核-壳改性剂PSBM,并用于聚氯乙烯(PVC)树脂的增韧,同时考察了其共混物的力学性能及增韧机理。PSBM橡胶粒子在核-壳比(PSB/PMMA)为80/20时具有最佳增韧效率。此时加入6份PSBM可使PVC/PSBM共混物达到韧性断裂,冲击值在1200J/m以上。随着核-壳比的降低,共混物的屈服强度升高。通过对共混物应力白化区的考察,发现此核-壳橡胶粒子的内核PSt与中间层PB的界面层促进了橡胶粒子发生空洞化,提高了增韧剂的增韧能力,同时还发现PVC/PSBM共混物的增韧机理是PSBM橡胶粒子空洞化促进PVC基体发生剪切屈服。实验合成了两种传统的核-壳改性剂MBS,分别是以PB为核,PSt-MMA为壳层的MBS1和以聚丁二烯-苯乙烯橡胶(SBR)为核,PMMA为壳层的MBS2,用于增韧PVC树脂,与PVC/PSBM共混物进行综合性能对比。用PSBM增韧PVC时加入6份就可以使共混物发生脆-韧转变,而MBS1和MBS2要分别加入7份和8份才能发生。PVC/PSBM共混物的屈服强度高于PVC/MBS1和PVC/MBS2共混物。通过对共混物应力白化区的考察,发现PVC/PSBM共混物的增韧机理是PSBM橡胶粒子空洞化促进PVC基体发生剪切屈服,而PVC/MBS1和PVC/MBS2共混物的增韧机理只是PVC基体的剪切屈服。PVC/PSBM共混物的透光率高于PVC/MBS1和PVC/MBS2共混物。改变种子乳液的粒径,制得不同粒径的PSBM。当粒径大于200nm时,只需加入5份PSBM就可以使PVC/PSBM共混物发生脆-韧转变。随着粒径减小,共混物的屈服强度呈升高的趋势。PVC/PSBM共混物的增韧机理是PSBM橡胶粒子的空洞化促进PVC基体发生剪切屈服,大粒径的PSBM橡胶粒子更容易发生空洞化。PSt/PB的质量比影响了橡胶粒子的增韧效率,其比值存在最佳值。当PSBM的PSt/PB为13/67时,加入6份使共混物发生脆-韧转变。随着PSt/PB质量比的降低,共混物的增韧机理发生了从PSBM橡胶粒子发生空洞化促进PVC基体发生剪切屈服到PVC基体发生剪切屈服的转变。PVC/PSBM共混物的透光率随PSt/PB的质量比降低而降低。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
第一章文献综述  8-25
  1.1 引言  8-9
  1.2 核-壳结构改性剂  9-10
  1.3 核-壳结构改性剂的制备  10-14
  1.4 制备核壳乳胶粒的影响因素  14-17
  1.5 橡胶粒子对聚合物的增韧  17-24
    1.5.1 增韧机理  17-20
    1.5.2 影响橡胶增韧粒子聚合物的因素  20-23
    1.5.3 核壳结构改性剂的内部结构和形态对增韧的影响  23-24
  1.6 本论文的立题思想及研究方案  24-25
第二章不同核壳比的三层核-壳结构橡胶粒子对PVC的增韧  25-37
  2.1 引言  25
  2.2 实验原料以及接枝粉料的制备  25-27
    2.2.1 实验原料  25-26
    2.2.2 合成方案  26
    2.2.3 PSBM乳液后处理  26-27
  2.3 PSBM及PVC/PSBM共混物的表征方法  27-28
    2.3.1 乳胶粒子直径的测定  27
    2.3.2 PSBM粉料接枝度和接枝效率的测定  27
    2.3.3 PVC/PSBM共混物的制备  27
    2.3.4 PSBM的动态力学性能测试  27
    2.3.5 PVC/PSBM共混物的力学性能测试  27-28
    2.3.6 透射电子显微镜(TEM)  28
    2.3.7 PVC/PSBM共混物的光学性能测试  28
  2.4 结果与讨论  28-35
    2.4.1 PSB乳液及不同核壳比的PSBM结构特征  28-30
    2.4.2 动态力学性能  30-31
    2.4.3 PVC/PSBM共混物形态观察  31-32
    2.4.4 PVC/PSBM共混物的冲击性能  32-33
    2.4.5 拉伸性能  33-34
    2.4.6 PVC/PSBM共混物的形变区透射电镜照片  34-35
    2.4.7 光学性能测试  35
  2.5 本章小结  35-37
第三章三层核壳改性剂与传统改性剂对PVC性能的对比研究  37-44
  3.1 引言  37
  3.2 实验部分  37-38
    3.2.1 MBS接枝粉料合成及共混物制备  37-38
  3.3 结果与讨论  38-43
    3.3.1 种子乳液粒径及分散度和增韧剂特征  38
    3.3.2 动态力学性能  38-39
    3.3.3 PVC/MBS与PVC/PSBM冲击性能比较  39-40
    3.3.4 PVC/MBS与PVC/PSBM拉伸性能比较  40
    3.3.5 橡胶粒子在PVC基体中的形态  40-41
    3.3.6 共混物形变区透射电镜照片  41-42
    3.3.7 PVC/MBS与PVC/PSBM共混物光学性能对比  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章不同结构特征的三层核壳橡胶粒子对PVC性能的研究  44-57
  4.1 不同粒径的三层核壳橡胶粒子对PVC性能研究  44
    4.1.1 不同粒径的PSB种子乳液的制备  44
    4.1.2 三层核-壳结构橡胶粒子PSBM的制备  44
  4.2 结果与讨论  44-50
    4.2.1 不同粒径的PSB种子乳液及PSBM粉料的结构特征  44-45
    4.2.2 动态力学性能  45
    4.2.3 PVC/PSBM共混物冲击性能  45-46
    4.2.4 PVC/PSBM共混物拉伸性能  46-47
    4.2.5 PVC/PSBM共混物形态观察  47-48
    4.2.6 PVC/PSBM共混物的形变透射照片  48-49
    4.2.7 PVC/PSBM共混物的光学性能  49-50
  4.3 小结  50
  4.4 不同PSt含量的三层核-壳橡胶粒子对PVC性能的研究  50-56
    4.4.1 PSB核乳液和PSBM的结构特征  50-51
    4.4.2 PSBM的动态力学性能  51-52
    4.4.3 PVC/PSBM共混物的冲击性能  52-53
    4.4.4 PVC/PSBM共混物的拉伸性能  53-54
    4.4.5 PVC/PSBM共混物形态观察  54-55
    4.4.6 PVC/PSBM共混物的形变机理  55
    4.4.7 PVC/PSBM的光学性能  55-56
  4.5 小结  56-57
第五章结论  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-65
作者简介  65
攻读硕士学位期间研究成果  65-66

多层结构核—壳改性剂增韧PVC体系的研究

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