马来酸酐化聚丁二烯接枝改性LLDPE增韧尼龙6和聚碳酸酯的研究

摘要

聚碳酸酯(PC)和尼龙6(PA6)都是使用广泛的工程塑料，综合性能优良，但它们的缺口冲击性能差。通过与橡胶或弹性体共混改性的方法可以有效改善其缺口冲击性能。但由于橡胶本身的模量非常低，在增韧的同时，往往会大幅度降低基体材料的刚性，尤其是材料的弹性模量。因此，制备一种同时具有高韧性和高强度的聚合物材料，具有非常重要的研究意义。
　　 本文用线性低密度聚乙烯(LLDPE)与低分子量的马来酸酐化聚丁二烯(PB-g-MAH)进行熔融接枝，制备一种以聚烯烃为主链、官能化低分子量橡胶为长支链的改性聚乙烯。采用熔融共混法，将官能化长支链聚乙烯与PA6共混，共混后的PA6冲击强度是纯PA6的三十倍，已属于超韧尼龙的范围。采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察官能化聚乙烯/PA6增韧体系的微观结构和断裂行貌，可以清楚的看到体系中形成了一种以马来酸酐化聚丁二烯为壳、LLDPE为核的“核.壳”型结构。这种核壳结构的形成主要是通过反应挤出过程中马来酸酐与PA6端胺基的反应，原位形成接枝共聚物，使得马来酸酐化聚丁二烯趋向存在于LLDPE和PA6基体树脂之间而形成“壳”。核壳结构的形成是这种官能化聚乙烯能否起到增韧效果的关键。当受到外力作用时，由橡胶相构成的壳结构能在聚乙烯核与基体之间形成纤维结构，这种纤维结构不仅能够改变体系的应力状态，引发基体屈服，而且大大增强了分散相粒子同基体之间的界面强度，提高了体系的刚性。与传统的弹性体增韧剂POE-g-MAH相比，官能化长支链聚乙烯对PA6的增韧效果更加显著，其改性后的PA6冲击强度几乎是POE-g-MAH的两倍，拉伸强度也高出许多。而当上述官能化长支链聚乙烯与PC共混时，由于橡胶分子链上的马来酸酐与PC分子链上的羟基在熔融挤出过程中不能反应，共混过程中，使橡胶相扩散到LLDPE和基体之间的推动力很小，体系中没有形成以聚丁二烯为壳，LLDPE为核的核壳结构。此时，当体系受冲击应力时，很易产生界面脱粘现象，且没有纤维状结构存在于基体树脂和分散相颗粒之间，与传统的核壳增韧剂MBS相比，这种官能化长支链聚乙烯对PC的增韧效果要差很多。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一部分 文献综述

1.1 反应挤出方法及原理

1.1.1 反应挤出设备

1.1.2 反应挤出的原理

1.1.3 挤出反应的类型

1.2 反应增容

1.2.1 反应增容方法

1.2.2 反应增容的反应方式

1.2.3 反应增容中功能性基团的引入

1.3 聚酰胺的增韧简介

1.4 聚碳酸酯共混体系国内外研究现状

1.4.1 聚碳酸酯与ABS共混

1.4.2 聚碳酸酯与其它树脂共混

1.5 选题的目的和意义

第二部分 实验部分

2.1 实验原料

2.2 主要仪器设备

2.3 官能化聚乙烯的制备

2.4 PC和PA6合金的制备

2.5 接枝物的表征

2.6 力学样条的制备及其性能测试

2.7 共混体系脆断表面形貌、冲击断面及内部形态结构观察

第三部分 结果与讨论

3.1 接枝物的表征

3.2 官能化聚乙烯增韧尼龙6的研究

3.3 官能化聚乙烯增韧聚碳酸酯的研究

3.4 PA6和PC增韧体系脆断面形貌的差别

3.5 对SWu的临界粒子间距理论的一些探讨

结论

参考文献

研究生期间发表的学术论文

致 谢