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乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinylacetate, EVA)是由非极性、结晶性的乙烯单体(C2H4)与强极性、非结晶性的醋酸乙烯酯单体(CH3COOC2H3)在引发剂存在下经高压本体聚合而成的热塑性树脂,是一种支化度高的无规共聚物。鉴于其优异的力学性能,在热封包装、无线装订、电缆绝缘、电器等方面获得广泛应用。然而作为材料使用,仍存在其粘合性、润湿性、印刷性、以及与其它物质的相容性较差等缺陷,限制了它的进一步应用。由PTMG制得的聚氨酯在低温条件下能保持良好的柔软性、抗冲击性、优异的水解稳定性及低温挠曲性;而蒙脱土是具有层状结构的硅酸盐粘土,如果能够以单个片层的形式无序的分散到基体材料中,形成剥离型的复合结构,将能够有效改善基体材料的性能。实验设计通过合成的PU预聚体与EVA的水解产物的接枝反应,合成新型的接枝物EVA-g-PU,它综合了EVA与PU的诸多优点,再复合蒙脱土,可望改进EVA的性能,扩大材料的应用范围,形成一种高性能材料。
本文首先以EVA为原料,甲苯为溶剂,氢氧化钠为催化剂使EVA中的乙酰基在碱性作用下进行水解而得到水解产物(EVOH)。考察了EVA在不同水解温度、水解时间、碱浓度下的皂化度,并利用红外、核磁对水解产物的结构进行了分析。结果表明:通过控制水解温度、水解时间和碱浓度实现了EVA的可控皂化度,并经13C-NMR分析得出 EVA皂化产物有九种不同的序列结构。该研究对EVA进行化学改性提供了基础。
然后,将EVOH与PU预聚体在催化剂DBTDL作用下合成新型EVA-g-PU聚合物。通过EVOH以及EVA-g-PU的红外谱图IR,核磁谱图NMR以及热差分析DSC上,分析得出了EVA-g-PU新型聚合物已经生成。选用DBTDL做引发剂可以提高接枝率,减少交联。提高PU的添加量,有利于提高接枝率,但不宜过高。
最后通过复合改性的方法制备了EVA-g-PU/OMMT纳米复合材料,透射电镜分析表明,熔融插层法制备的纳米复合材料,有机蒙脱土在EVA-g-PU基体中的分散状态主要是以插层型分散的;半干法制备的纳米复合材料,有机蒙脱土在EVA-g-PU基体中的分散状态主要是以剥离型分散的。这与XRD分析的结果是相符的。EVA-g-PU/OMMT纳米复合材料的力学性能要远优于纯EVA,纳米复合材料的热稳定性能要优于纯EVA。