论文部分内容阅读
本文采用侧链含有双键的三元乙丙橡胶(EPDM)为反应物,考察其在路易斯酸作用下交联及与聚苯乙烯(PS)接枝反应的特点和机理；并利用Friedel-Crafts烷基化反应原位增容PS/EPDM共混物,考察各种因素对接枝反应和共混物性能的影响,为该项技术工业化应用提供理论基础。为降低粘度对反应的影响,本文首先在溶液中考察温度、催化剂用量及溶剂品种对EPDM交联和接枝反应的影响。研究发现：无水AICl3可以引发EPDM侧链双键产生阳离子聚合反应,产生凝胶；温度较低时,EPDM交联反应困难,但EPDM与PS间产生少量接枝反应；在苯与二甲苯溶剂中不易形成活性正碳离子；催化剂用量增大,凝胶含量与交联密度增大：PS进入EPDM凝胶网络,使凝胶中PS相热稳定性提高,玻璃化温度提高。在熔融状态下,考察了EPDM在不同路易斯酸作用下的交联-接枝行为,结果表明：无水AICl3是引发正碳离子形成的有效催化剂；正碳离子引发EPDM侧链双键进行阳离子聚合,导致EPDM分子内或分子间交联,若有聚苯乙烯存在,这些初级正碳离子还可取代苯环上的质子而形成EPDM-g-PS;混合体系中存在共混组份的接枝-交联与降解两种竞争反应。依据Friedel-Crafts烷基化反应和EPDM分子结构特点,对实验现象和反应机理进行了合理解释。通过考察不同温度和不同无水AICl3用量对PS/EPDM(80/20 wt%)共混体系的力学性能、PS接枝率、凝胶含量、PS分子量、流变性能、相形态等因素的影响,对Friedel-Crafts烷基化反应就地增容PS/EPDM共混物进行了全面研究。结果显示：PS-g-EPDM在PS/EPDM共混物界面处起到相容剂作用,可以降低两相界面张力和分散相尺寸,稳定最终相态结构,从而提高共混机械性能；当混合温度为140℃,催化剂用量为0.4%时,有利于接枝物的形成和共混物性能的提高；进一步提高温度和催化剂用量,会导致共混组分(尤其PS)的降解,接枝率降低和共混物性能下降。通过比较了直接增容与预混增容两种增容技术,证明了采用预混工艺,让EPDM在PS基体中先有一定程度的分散,有利于降低共混物中凝胶含量,提高PS-g-EPDM共聚物含量,从而提高共混物性能。为了减少降解,提高接枝率,降低凝胶含量,本文考察了苯乙烯(St)单体与“两步”共混技术对PS/EPDM共混物性能的影响。结果显示：St/AICl3复合催化剂可以引发生成更多的接枝共聚物,降低凝胶含量；采用新型“两步”共混技术制备PS/EPDM (80/20wt%)共混物,可有效降低PS降解对PS/EPDM共混物性能的影响。“两步”共混增容工艺应用于PS/LLDPE(80/20 wt%)原位增容体系得到同样的结果,充分显示该技术具有潜在的应用价值。