论文摘要
由于聚甲醛（POM）具有特殊的分子结构，其热稳定性在现有高分子材料中最差，其热稳定化技术是工业生产应用中最重要、最基本的技术。本文研究开发POM新型、高效热稳定助剂，以有效提高POM热稳定性能。针对POM中残存的路易斯酸类催化剂引发分子降解，以及POM分子残留不稳定半缩醛端基易分解生成甲醛，从而严重影响POM热稳定性和产品质量的问题，本文采用胺处理方法稳定POM，利用其弱碱性与残留催化剂阳离子作用而使其失活，并促进POM不稳定半缩醛端基分解稳定，且其分子上的活泼氢还可吸收甲醛及甲醛氧化生成的甲酸。研究了胺化合物种类和胺处理工艺对POM热稳定性影响，其中以三乙醇胺为处理剂、采用熔融后处理法所得POM热稳定性最好。进一步采用等温热失重率分析、等温热失重速率分析、甲醛释放量、平衡扭矩、多次加工及长期热稳定性等方法研究了三乙醇胺熔融后处理对POM的热稳定作用，结果表明，三乙醇胺由于具有较高的沸点和稳定性，不易挥发，并含有醇羟基而与POM有较强的分子间作用力，相容性好，碱性适中等优点，当其用量为0.2wt％时，可有效提高POM的热稳定性，使POM在多次挤出加工和长期热、氧老化试验中保持较高的热稳定性能和力学性能。采用胺处理与POM熔融加工过程相结合稳定POM，简便、高效，易于实施。目前POM工业生产中普遍采用三聚氰胺（MA）、双氰胺等低分子化合物作为甲醛吸收剂，针对其易挥发损失、易迁移形成模垢等问题，本文研究制备了高分子量甲醛吸收剂—己二胺甲醛缩聚物（HF），研究优化单体摩尔比、反应温度、分散剂用量等合成工艺条件，获得了具有较高分子量和热稳定性、较小粒径，同时具有甲醛、甲酸吸收剂、引发剂去活剂、结晶成核剂等多种功效于一体的新型热稳定助剂。研究了HF对POM的热稳定作用，HF的加入使POM等温热失重率、热失重速率降低，TGA热分解特征温度、平衡扭距及熔体粘度上升，可大大降低POM的甲醛释放量，表现出较好的热稳定作用，可取代MA有效提高POM的热稳定性。采用偏光显微镜观察（PLM）和差示扫描量热分析（DSC）等方法研究了HF对POM的结晶成核作用，HF由于与POM相容性好，粒径小，对POM具有明显的结晶成核作用，有效提高了其力学性能，特别是冲击韧性。利用蒙脱土优良的热稳定性和化学稳定性及其对聚合物优良的复合增强增韧特性，将其与POM复合制备POM／纳米蒙脱土（MMT）复合材料。通过对处理蒙脱土用表面活性剂研究，确定MMT-S2与POM具有较好的相容性，其用量为0.2wt％时对POM具有较好的热稳定作用。POM有不同于其它聚合物的特殊性，过量MMT对POM有降解的作用，但少量MMT却对POM具有较好的热稳定作用。采用原位插层法（IM）、熔体插层法（MI）、固相力化学—磨盘碾磨法（SMI）和溶液插层法（SM）制备POM／MMT复合材料。广角X射线衍射分析表明，相对于MMT-S2原土，POM／MMT-S2 X射线特征衍射峰均向小角度位移，使MMT-S2层间距增大，堆砌密度减小，其中，POM／MMT-S2在碾磨次数达18次时，MMT特征衍射峰完全消失，表明其层间结构被破坏，MMT被完全剥离。MMT-S2对POM具有较好的结晶成核作用，可抑制POM中大球晶的形成，使晶粒细化，POM相对结晶度增大，结晶起始温度和结晶峰温度升高，结晶速率加快，POM更易于结晶。原位插层法（IM）制备的POM／MMT-S2复合材料在MMT-S2用量为0.3wt％时有最大的拉伸强度和冲击强度。
论文目录
相关论文文献
标签：聚甲醛论文; 三乙醇胺论文; 己二胺甲醛缩聚物论文; 蒙脱土论文; 复合材料论文; 热稳定性论文; 结晶成核作用论文;