自稳定沉淀聚合制备苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯三元共聚物微球

摘要

苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)是一种性能优异的高分子材料，但共聚物中环状酸酐基团的存在使其加工温度高且耐水性差。为了降低SMA的玻璃化转变温度(Tg)，本文以丙烯酸酯(Acrylate)作为第三单体，利用自稳定沉淀聚合法合成苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)-丙烯酸酯三元共聚物微球，研究了溶剂种类、单体配比、第三单体种类等因素对所制备共聚物微球形貌和Tg的影响。具体研究内容如下:
　　1.以丙烯酸丁酯(BA)为第三单体，利用自稳定沉淀聚合合成St-MAH-BA(SMB)三元共聚物微球，采用红外和核磁表征了产物的化学组成，扫描电镜观测产物的形貌;探究溶剂种类对所制备SMB组成和形貌的影响，在此基础上优选乙酸异戊酯和二甲苯。
　　2.以乙酸异戊酯为溶剂，研究了单体配比对SMB形貌和Tg的影响，实验结果表明随BA投料比的增加，SMB中BA含量逐渐增多，其Tg显著降低，且微球发生粘连;在乙酸异戊酯中加入正庚烷可以提高微球产率，同时降低SMB的Tg;提高单体浓度能够增大微球粒径并提高其产率。当正庚烷为乙酸异戊酯20wt％，St∶MAH∶BA=5∶2∶3时所得SMB的Tg为167℃，较SMA下降39℃。
　　3.以二甲苯为溶剂，探究了单体配比对SMB微球形貌和Tg的影响，研究结果显示随着BA投料比的增加，产物Tg逐渐降低且微球间出现粘连;当St∶MAH∶BA=5∶2.5∶2.5时所得SMB的Tg为166℃。
　　4.探讨第三单体种类对所制备微球的影响，相同反应条件下，第三单体为丙烯酸甲酯(MA)时微球形貌最规整、产率最高;第三单体为BA时三元共聚物的Tg最低;第三单体为丙烯酸异辛酯(2-EHA)时微球产率最低，且粒子间粘连最严重。
　　为提高工业碳八馏分(C8)利用效率，直接采用C8替代St与MAH和BA反应制备C8-MAH-BA三元共聚物。具体研究内容如下:
　　5.以二甲苯为溶剂，通过自稳定沉淀聚合合成C8-MAH-BA三元共聚物微球，红外结果表明成功制备了三元共聚物微球。
　　6.探究单体配比和反应时间对微球形貌和Tg的影响，发现随着BA投料比的增加，产物Tg逐渐降低且微球间出现粘连;在反应体系中加入正庚烷能进一步降低聚合物的Tg;正庚烷为二甲苯20wt％，C8∶MAH∶BA=5∶1∶4时，所得三元共聚物的Tg为165℃，与C8-MAH共聚物相比降低了48℃。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1．1 苯乙烯-马来酸酐交替共聚物

1．1．3 苯乙烯-马来酸酐共聚物的应用及发展

1．2 苯乙烯马来酸酐共聚物的改性

1．2．1 胺化改性

1．2．2 酯化改性

1．2．3 苯环的接枝改性

1．2．4 阳离子改性

1．2．5 引入功能性基团改性

1．2．6 引入第三单体改性

1．3 高分子聚合物微球的制备方法

1．3．1 乳液聚合

1．3．2 悬浮聚合

1．3．3 分散聚合

1．3．4 沉淀聚合

1．3．5 自稳定沉淀聚合

1．4 论文的研究目的及意义

第二章 苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯三元共聚物微球的制备

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 聚合方法

2．2．3 测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 SMB的结构表征

2．3．2 反应介质对SMB共聚物粒子的影响

2．3．3 单体配比对SMB共聚物粒子的影响

2．3．4 单体浓度对SMB共聚物粒子的影响

2．3．5 第三单体对SMA共聚物改性的影响

2．4 本章小结

第三章 C8-MAH-BA三元共聚物微球的制备

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 聚合方法

3．2．3 测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．2 二甲苯中C8-MAH-BA三元共聚物的制备

3．3．3 二甲苯／正庚烷混合溶剂中C8-MAH-BA三元共聚物的制备

3．3．4 反应时间对聚合物微球的影响

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介