DAOP预聚体改善和提高PPO成型工艺性与性能的研究

摘要

聚苯醚（PPO）由于其高熔融黏度导致了在成型过程中的诸多困难，目前通过加入可交联单体可在保留热力学性能的同时，有效改善其成型工艺性。但可交联单体多为液态，在成型过程中不方便操作且易于挥发。而且可交联单体为了满足热塑性塑料的成型工艺要求，通常都是选用活性较低的单体，导致后期固化交联度较小，残留的小分子液滴会对PPO的热力学性能造成较大影响。本文在此基础上采用高温引发剂 DMDPB，以本体聚合方法制得分子量适当的DAOP预聚体，以期弥补DAOP单体在改善热塑性塑料成型工艺性方面的不足。通过对DAOP预聚体和DAOP预聚体/PPO共混体系的热力学性能、流变性能、相分离结构等进行研究，探讨了DAOP预聚体在保留PPO热力学性能的前提下改善其成型工艺性的可行性。
　　通过研究引发剂含量、反应温度、反应时间以及反应氛围等聚合条件对DAOP预聚体的分子量、分子量分布和转化率的影响，确定最佳工艺条件为DMDPB含量0.8％、反应温度180℃、反应时间40min、氮气氛围，得到分子量及分子量分布适中且转化率较高的DAOP预聚体。TG/DSC、流变测试表明DAOP预聚体的Tg为74.4℃，且具有良好的热稳定性，升温至339℃才开始降解，在温度接近364℃时降解25%，在3%DMDPB引发剂作用下的凝胶温度、固化温度、后处理温度分别为170.866℃、181.243℃、197.578℃。且流变性能优异，成型适应性良好。
　　DAOP预聚体/PPO共混体系流变测试表明，DAOP预聚体可有效改善PPO的成型工艺性。随 DAOP预聚体质量分数的增加，共混体系的初始粘度逐渐降低且平衡粘度逐渐增大。其中在同等成型工艺下DAOP预聚体含量为40%的共混体系较含量为20%的共混体系成型温度可以降低约40℃。DMA测试结果表明DAOP预聚体与PPO具有良好的相容性，且其自身的交联固化反应可以对PPO基体起到一定的增强作用。当 DAOP预聚体含量为40%时，共混体系的 Tg为182.17℃，且固化后的耐热性与纯PPO相差不大，力学性能较DAOP预聚体含量较低体系也有所提升。因此DAOP预聚体在改善了PPO成型工艺性的同时，对其热力学性能也有较好的保留。
　　经SEM测试发现DAOP预聚体/PPO共混体系在成型过程中凝胶和剪切的协同作用会对共混产物的组成及相的形态产生较大影响，进而影响到产物性能。凝胶前，剪切作用的引入即便会导致 DAOP预聚体液滴的团聚，但剪切作用一旦撤除，还未凝胶的液滴态的 DAOP预聚体就会马上恢复原始形态；凝胶期间DAOP预聚体在剪切作用下不可逆的的集聚现象会对其尺寸和形态都产生显著影响，形成不规则且较大的粒子；凝胶后DAOP的聚结和集聚现象将不再发生，因此即便向共混体系引入剪切作用，也不会再对其微观形貌产生较大影响。

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第一章 绪论

1.1 聚苯醚

1.2热塑性树脂的成型工艺性改善概况

1.3低聚物增塑剂

1.4聚合物化学流变学

1.5课题研究目的、意义和内容

第二章 DAOP预聚体的制备及性能研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 测试与表征

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 DAOP预聚体/PPO共混体系成型工艺性及性能研究

3.1前言

3.2 实验部分

3.3 测试与表征

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

第四章 DAOP预聚体/PPO共混体系固化和相分离研究

4.1 前言

4.2实验部分

4.3 测试与表征

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢

附录