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PE氯化原位接枝制备接枝产物以及增韧SAN树脂的研究

作　者: 邵路
导　师: 赵季若
学　校: 青岛科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: CPE CPE-cg-AS SAN树脂氯化原位接枝相容性增韧
分类号: TQ325.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文采用氯化原位接枝的方法(ISCGC)制备官能化接枝产物并对苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)树脂进行改性研究。以高密度聚乙烯(HDPE)为大分子基质,苯乙烯(St)、丙烯腈(An)为接枝单体,采用氯化原位接枝法合成多官能化CPE,分别记为CPE-cg-St和CPE-cg-AS。氯化原位接枝体系是一种在气一固相状态下对聚烯烃进行接枝改性的新型方法,体系以氯作为引发剂的同时作为体系自由基的终止剂,氯分子的速终止作用将减少大分子自由基转移及大分子自由基偶合的机会,从而有效降低了链降解与交联反应的发生,得到无降解或低降解,无交联的官能化CPE。改性后产物接枝上了具有极性或刚性的基团,除了强度或韧性有一定的提高外,由于苯乙烯和丙烯腈进入主链使其更容易和SAN树脂相容。本论文主要目标是合成高性能CPE接枝共聚物,并对SAN树脂进行增韧,获得高性能聚合物材料。论文分为两部分,首先通过FT-IR、GPC等测试手段对其结构进行表征。并根据上述产物结构的表征,推测了氯化原位接枝体系合成多官能化CPE的反应机理。结果表明：官能团接枝在CPE大分子骨架的侧链上,其支链与Cl取代基破坏了PE分子链原有的结晶有序性,使大分子链规整性下降,有更低的玻璃化转变温度和更好的韧性；影响接枝共聚物制备的因素,包括基体聚合物的膨润、分段反应、反应温度、氯气浓度等因素；以DSC、DMA及静态力学性能等对CPE接枝共聚物进行性能测试,结果表明：CPE接枝共聚物比CPE有较强的拉伸强度和断裂伸长率,有较广的使用用途。再者,探讨了CPE接枝共聚物对SAN树脂的增韧研究。DSC、DMA、SEM等结果表明,CPE接枝共聚物和SAN树脂的共混体系的相容性要比CPE的效果好,且结合增韧机理对这一结果做出合理解释。同时静态力学性能测试表明：CPE接枝共聚物和SAN树脂的共混体系的综合力学性能要好于CPE增韧体系。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
符号说明  6-7
目录  7-11
第一章文献综述  11-36
  1.1 ACS简介  11-16
    1.1.1 ACS树脂的综合性能  12
    1.1.2 耐候性  12-13
    1.1.3 耐热老化性  13-14
    1.1.4 阻燃性  14-15
    1.1.5 ACS树脂合成简介  15-16
  1.2 氯化聚乙烯(CPE)概述  16-17
  1.3 氯化聚乙烯的制各工艺简介  17-21
    1.3.1 溶液氯化法  17
    1.3.2 悬浮氯化法  17-19
    1.3.3 固相氯化法  19-21
  1.4 氯化聚乙烯的改性研究  21-25
    1.4.1 物理改性  21-23
    1.4.2 化学改性  23-25
  1.5 氯化接枝聚合物合成机理  25-28
  1.6 氯化聚乙烯的应用  28-30
    1.6.1 高分子材料的改性剂  28-29
    1.6.2 特种合成橡胶  29-30
    1.6.3 涂料与粘合剂  30
    1.6.4 其他方面  30
  1.7 橡胶增韧塑料的机理探讨  30-34
    1.7.1 裂纹支化与终止  31
    1.7.2 空穴化理论  31
    1.7.3 多重银纹理论  31-32
    1.7.4 剪切屈服理论  32
    1.7.5 银纹化-剪切屈服理论  32
    1.7.7 临界基体层理论  32-33
    1.7.8 橡胶增韧塑料其它的增韧机理  33-34
  1.8 本论文的研究内容、意义及创新性  34-36
    1.8.1 研究的主要内容  34
    1.8.2 研究意义  34
    1.8.3 创新性  34-36
第二章氯化原位接枝制备官能化PE以及反应过程研究  36-48
  2.1 前言  36
  2.2 实验材料以及仪器设备  36-40
    2.2.1 材料  36-37
    2.2.2 主要设备及仪器  37
    2.2.3 CPE接枝共聚物的合成  37-38
    2.2.4 氯气流量的表征  38-39
    2.2.5 CPE接枝共聚物中低聚物的分离与提纯  39-40
  2.3 结果与讨论  40-47
    2.3.1 影响反应过程的因素  40-44
      2.3.1.1 接枝单体的分散  40-41
      2.3.1.2 反应温度对于CPE-cg-St合成的影响  41-42
      2.3.1.3 氯气流量的影响  42-44
    2.3.2 氯化原位接枝反应历程  44-47
  2.4 本章结论  47-48
第三章接枝共聚物CPE-cg-St、CPE-cg-AS结构与性能  48-60
  3.1 前言  48
  3.2 实验部分  48-51
    3.2.1 原料试剂  48
    3.2.2 主要实验仪器和测试设备  48-49
    3.2.3 CPE和CPE接枝共聚物的合成工艺过程  49
    3.2.4 反应产物的混炼配方  49
    3.2.5 混炼工艺  49
    3.2.6 压片  49
    3.2.7 试样制备和力学性能测试  49-50
    3.2.8 CPE接枝共聚物的红外光谱(FTIR)分析  50
    3.2.9 分子量分布GPC测试  50
    3.2.10 反应产物的DSC表征  50
    3.2.11 反应产物的DMA测试  50
    3.2.12 反应产物的热稳定性测定  50
    3.2.13 凝胶含量的测试  50-51
  3.3 结果与讨论  51-59
    3.3.1 红外光谱(FT-IR)分析  51-52
    3.3.2 CPE接枝产物的GPC分析  52-53
    3.3.3 接枝产物热性能  53-54
    3.3.4 DMA分析  54-56
    3.3.5 TG分析  56-58
    3.3.6 各接枝共聚物的力学性能如下  58-59
  3.4 本章结论  59-60
第四章 CPE接枝共聚物和SAN树脂的共混研究  60-79
  4.1 前言  60
  4.2 实验部分  60-63
    4.2.1 原料  60
    4.2.2 主要仪器设备  60-61
    4.2.3 SAN树脂和CPE接枝共聚物配方简介  61
    4.2.4 加工工艺  61-62
    4.2.5 试样制备和力学性能测试  62-63
    4.2.6 维卡软化温度的测试  63
    4.2.7 动态热机械分析(DMA)测试  63
    4.2.8 共混物形态表征  63
  4.3 结果与讨论  63-78
    4.3.1 不同加工条件对于共混体系的影响  64-66
    4.3.3 共混体系红外光谱分析  66-67
    4.3.4 各共混体系热性能  67-68
    4.3.5 维卡软化点的测试  68-69
    4.3.6 DMA分析  69-71
    4.3.7 TG分析  71-73
    4.3.8 SEM表面形貌分析  73-75
    4.3.9 各共混体系力学性能  75-78
  4.4 本章结论  78-79
结论  79-81
参考文献  81-88
致谢  88-89
攻读学位期间发表的学术论文目录  89-91

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