悬浮聚合法合成反应性聚合物及其对ABS/PET共混体系的增容研究

摘要

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料具有较好的综合性能，但也存在力学性能、耐候性、耐化学溶剂性、热变形温度低等缺陷。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有韧性、高强度、高模量、耐化学溶剂、耐高温等性能，然而PET的玻璃转化温度(Tg)较高、加工成型困难、结晶速率慢，这制约了PET在工程塑料方面的使用。将ABS和PET高温熔融共混，制备性能优异的ABS/PET合金材料具有重要的学术意义和工业应用前景。然而，ABS和PET的相容性差，为了改善两者的相容性，提高材料的综合性能，本论文以反应性共混为着眼点，设计并使用悬浮聚合方法合成主链、侧链均为PMMA型分子且主链中含有环氧官能团的反应性聚合物，并将其作为该共混体系的增容剂，增容 ABS/PET共混体系。在高温剪切力的作用下，通过环氧开环与PET末端的羧基发生酯化反应生成嵌段或接枝聚合物，从而使增容剂稳定在两相界面上，降低界面张力，进而达到增容效果，提高材料的综合性能。本文主要围绕不同分子结构反应性聚合物的制备及其对 ABS/PET共混体系增容效果的研究，主要研究内容和结论如下：
　　(1)运用悬浮聚合方法，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为小分子单体合成反应性线型聚合物(Reaction Linear polymer, RL)。在前面实验的基础上，仍采用悬浮聚合方法，在5L反应釜中，将 PMMA大分子单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)通过“graft through”自由基聚合成功合成不同环氧含量、不同侧链长度和不同接枝密度的反应性梳型聚合物(Reaction Comblike polymer, RC)。
　　(2)将合成的反应性梳型聚合物为增容剂，研究了不同环氧含量、不同侧链长度和不同接枝密度的反应性梳型聚合物对 ABS/PET共混体系的增容效果。结果显示：与增容前相比，分散相在基体中的微区尺寸明显减小且分布比较均匀；当增容剂中GMA为10wt%，侧链添加量为10wt%，侧链长度(Mn)为2000g/mol时，该聚合物在两相界面上不易被“Pull in”或“Pull out”，即较稳定存在两相界面上，起到较好的增容效果。此外，固定增容剂及在共混体系的投料比为5wt%，研究不同配比ABS/PET共混材料的形貌及性能变化。结果显示：从SEM图中可知，当共混材料中PET为70wt%时，共混材料的形貌发生相转变，即由海岛结构转变为双连续结构；从力学性能上可知，随着合金材料中 PET的增加，合金材料的力学性能逐渐提高。

目录

声明

致谢

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 聚合物共混概述

1.3 聚合方法概述

1.4 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)合金材料的概述

1.5 本论文课题提出及主要研究内容

第二章 悬浮聚合法合成反应性线型聚合物

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 悬浮聚合法合成反应性梳型聚合物

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 不同分子结构反应性聚合物对ABS/PET增容效果的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 不同配比ABS/PET共混体系的形貌及性能研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

攻读硕士期间主要研究成果