遇水崩解型聚苯乙烯的制备及其性能研究

遇水崩解型聚苯乙烯的制备及其性能研究

论文摘要

本论文采用反相乳液聚合法合成了一系列不同吸水倍率的聚丙烯酸钠吸水树脂和以丙烯酸钠为主的多元共聚吸水树脂。将制备的吸水树脂与苯乙烯、表面活性剂(Span-80)组成聚合体系,用过氧化苯甲酰引发进行原位共混聚合,制得遇水崩解型聚苯乙烯。同时,采用“两步法”发泡工艺,制取崩解型聚苯乙烯的泡沫制品。实验发现,吸水树脂含量越大,聚苯乙烯相对分子质量越小,所得聚苯乙烯/吸水树脂共混物越易崩解。对于聚苯乙烯相对分子质量一定的共混物而言,聚丙烯酸钠吸水微粒的吸水倍率越高,共混物的遇水崩解性能越好。部分中和聚丙烯酸吸水树脂可明显改善相应聚苯乙烯/吸水树脂共混材料的崩解性能。实验采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(或钠盐)和丙烯磺酸钠分别与丙烯酰胺、丙烯酸钠共聚的方法制备了多种共聚型吸水树脂,制得相应的聚苯乙烯/吸水树脂共混物。研究表明,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(或钠盐)与丙烯酸钠共聚的吸水树脂可明显改善共混材料的崩解性。丙烯磺酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚而成的吸水树脂具有较高的吸水倍率,但由其制得的共混材料却表现出较差的崩解性能。甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酸钠共聚而成的吸水树脂具有一定的耐盐性。因为吸水倍率较低,所以由其合成的聚苯乙烯/吸水树脂共混物的崩解性及耐盐崩解性均不太理想。对于聚苯乙烯/聚丙烯酸钠共混物而言,随着分散剂Span-80含量的增多,材料遇水崩解的性能先提高后下降,当Span-80用量为单体质量的3%时,共混物遇水崩解的效果最好。但对于吸水树脂为丙烯酸中和度为90%的共混物而言,在相同Span-80用量的考察范围内,材料的崩解性随Span-80用量的增多而提高。可见,Span-80用量对聚苯乙烯/吸水树脂共混材料崩解性能的影响应就吸水树脂种类的不同而分别考察。聚苯乙烯相对分子质量和聚丙烯酸钠添加量不同的聚苯乙烯/吸水树脂共混物在水的饱和蒸气压和流通的空气中均表现出不同的吸潮性能。在饱和蒸气压中,聚苯乙烯相对分子质量较小,聚丙烯酸钠含量较多的样品容易吸潮崩解。采用“两步法”对崩解型聚苯乙烯共混物的发泡工艺进行了初步研究。在发泡过程中,吸水树脂和Span-80组分的分布将受到影响,因此所得泡沫材料的崩解性不及未发泡材料的崩解性能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1 反相乳液聚合
  • 1.1 反相乳液聚合体系的组成
  • 1.2 反相乳液聚合的表征
  • 1.3 聚合机理
  • 1.4 聚合动力学
  • 1.5 反相乳液聚合的特点及应用
  • 2 聚丙烯酸钠高吸水性树脂
  • 2.1 高吸水性树脂的特点和吸水机理
  • 2.2 高吸水树脂的性能和表征
  • 2.3 聚丙烯酸钠高吸水树脂的制备
  • 3 泡沫塑料
  • 3.1 泡沫塑料概述
  • 3.2 聚苯乙烯泡沫塑料
  • 4 环境友好高分子材料
  • 4.1 环境友好材料和绿色高分子材料
  • 4.2 降解塑料
  • 4.3 废旧塑料的回收和循环利用
  • 5 本课题研究的意义
  • 6 论文的设计思想
  • 第二章 实验部分
  • 1 实验原料和仪器
  • 1.1 实验原料
  • 1.2 实验仪器
  • 2 实验
  • 2.1 原料的提纯
  • 2.2 吸水树脂的合成
  • 2.3 原位共混聚合物聚苯乙烯/吸水树脂的合成
  • 3 性能测试
  • 3.1 吸水树脂吸水倍率的测定
  • 3.2 吸水树脂凝胶强度的测定
  • 3.3 聚苯乙烯/吸水树脂共混物水崩解性的测定
  • 第三章 结果与讨论
  • 1 崩解型聚苯乙烯的崩解现象
  • 2 均聚吸水树脂对崩解型聚苯乙烯性能的影响
  • 2.1 聚丙烯酸钠(PAANa)吸水微粒添加量和PS相对分子质量对材料崩解性的影响
  • 2.2 聚丙烯酸钠树脂吸水倍率对材料崩解性的影响
  • 2.3 部分中和聚丙烯酸吸水树脂对材料崩解性的影响
  • 3 多元共聚吸水树脂对崩解型聚苯乙烯性能的影响
  • 3.1 AANa/AMPS二元共聚吸水树脂对共混材料崩解性的影响
  • 3.2 AA/AMPS二元共聚吸水树脂对材料崩解性的影响
  • 3.3 AANa/SAMPS二元共聚吸水树脂对共混材料崩解性的影响
  • 3.4 AA/SAMPS二元共聚吸水树脂对共混材料崩解性的影响
  • 3.5 AANa/SAMPS/AM三元共聚吸水树脂对材料崩解性及耐盐性的影响
  • 3.6 AANa/SAS/AM三元共聚吸水树脂对材料崩解性及耐盐崩解性的影响
  • 3.7 AANa/DMC二元共聚吸水树脂对材料崩解性及耐盐崩解性的影响
  • 3.8 AANa/DMC/AM三元共聚吸水树脂对材料崩解性及耐盐崩解性的影响
  • 3.9 吸水树脂和共混材料的表征
  • 4 SPAN-80对崩解型聚苯乙烯性能的影响
  • 5 崩解型聚苯乙烯的耐潮性
  • 6 发泡崩解型聚苯乙烯的研制
  • 6.1 发泡崩解型聚苯乙烯材料的筛选
  • 6.2 发泡工艺的研究
  • 6.3 对发泡工艺及泡沫崩解型聚苯乙烯性能的分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录1
  • 附录2
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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