论文部分内容阅读
AOS是乙烯-辛烯共聚物(POE)与苯乙烯(St)及丙烯腈(AN)的接枝共聚物POE-g-SAN与SAN树脂的共混物,AOMS是POE与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、St及AN的接枝共聚物POE-g-MAS与SAN树脂的共混物。由于POE分子链上不含双键,故AOS和AOMS具有优异的抗热氧老化和抗老化黄变性能,可以作为工程塑料使用,代替现有的ABS和AES,这种新型高性能塑料未见国内外文献报道。本文首次用溶液法合成了接枝共聚物POE-g-SAN,用悬浮法合成了POE-g-MAS,并将其分别与SAN树脂共混制备高抗冲AOS和高抗冲AOMS树脂。系统研究了聚合条件对接枝反应行为的影响、POE-g-SAN和POE-g-MAS对SAN树脂增韧效率的影响因素,AOS和AOMS相结构与增韧机理的关系,AOS和AOMS的热性能及流变性能。本研究课题在POE-g-SAN和POE-g-MAS的合成方法和满足市场对AES替代产品的需求方面具有重要的理论意义和实践意义。
系统研究了各种聚合条件对POE/St-AN溶液接枝反应体系和POE/MMA-St-AN悬浮接枝反应体系的单体转化率(CR)、接枝率(GR)和接枝效率(GE)的影响。用傅立叶变换红外光谱法(FTIR)、凝胶渗透色谱法(GPC)和差示扫描量热法(DSC)分别对接枝产物POE-g-SAN和POE-g-MAS进行了表征,证实POE已接枝上支链,接枝产物的相对分子质量随共单体投料质量比的变化而先升后降,溶液法POE-g-SAN在St/AN投料质量比为55/45、悬浮法POE-g-MAS在MMMAN/St为70/20/10时达到最大值,其相对分子质量较POE显著提高。用FTIR定量分析法建立了POE-g-SAN的接枝链g-SAN的St单元/AN单元共组成质量比与St/AN投料质量比的定量关系,发现g-SAN共组成质量比大于单体投料质量比。核磁共振(1HNMR)分析表明,POE大分子上的仲、叔碳原子都可成为与St-AN发生接枝反应的接枝点。
系统地跟踪研究了在不同聚合条件下合成的POE-g-SAN和POE-g-MAS对SAN树脂的增韧效率,分别确定了对SAN树脂增韧效率最高的POE-g-SAN和POE-g-MAS的最佳合成条件。在最佳聚合条件下,POE/St-AN溶液接枝反应体系的CR为89.4%,接枝产物POE-g-SAN的GPC流出曲线有两个峰,数均(Mn)相对分子质量为121615和19614,重均(Mw)相对分子质量为173189和27431;当POE/AOS质量比为25%,其AOS的缺口冲击强度达到31.0KJ/m2;POE/MMA-AN-St悬浮接枝反应体系的CR为88%,接枝产物POE-g-MAS的Mn和Mw分别为53526和120511,当POE/AOMS质量比为25%,其AOMS的缺口冲击强度达到54.4KJ/m2。
用现代测试方法分别对AOS和AOMS的结构与性能进行了系统研究。透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,影响AOS和AOMS相结构和增韧机理的主要因素是POE—g—SAN和 POE—g—MAS的接枝链的极性及相对分子质量。以St/AN投料质量比为55/45、POE/St—AN质量比为60/40合成的POE—g—SAN具有高相对分子质量及极性适宜的接枝链,在AOS中POE相以径向尺寸为0.2~0.3μm的条带形成的近连续相存在,其增韧机理为剪切屈服兼有空穴化,因此AOS具有良好的抗冲韧性。以MMA/AN/St质量比为70/20/10,POE/MMA—AN—St质量比为60/40合成的POE—g—MAS具有高相对分子质量及极性适宜的接枝链,在AOMS中POE—g—MAS与SAN形成相畴尺寸约0.6μm的溶胀粒子,并构成近连续相结构,使AOMS的增韧机理主要为剪切屈服,其抗冲击韧性达到最高水平。DSC分析表明,AOS和AOMS存在界面相。TG/DTG分析表明,在POE—g—SAN中AN单元含量和在AOS中POE含量的增加都有利于AOS热稳定性的提高;在POE—g—MAS中St单元或AN单元含量的增加、或AOMS中POE含量的增加均有利于AOMS热稳定性的提高。热降解动力学研究表明AOS和AOMS的热稳定性均优于SAN树脂。
流变性能研究表明,AOS和AOMS的熔融流动性均优于SAN树脂;共混物中POE含量越大,其流动性能及加工性能越好。
与溶液法POE—g—SAN相比,悬浮法POE—g—MAS具有合成时溶剂用量少,产物回收简便,对SAN树脂增韧效率高等显著优点。因此悬浮法POE—g—MAS及AOMS更适合于工业化生产。