聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混改性的研究

论文摘要

本文首先合成了高支化聚苯乙烯（HBPS），然后通过熔融共混法，将低粘度的高支化聚苯乙烯添加到高粘度的聚碳酸酯（PC）中共混改性，研究了共混物PC／HBPS的力学性能、相态结构、热性能、相容性、流变性能及力学松弛性能等。全文主要内容如下： 1．HBPS的合成与表征。 （1） 采用原子转移自由基（ATRP）法，将氯甲基化苯乙烯与苯乙烯按不同的摩尔比进行了共聚，合成了三种不同的高支化聚苯乙烯，分别命名为：HBPS-1（摩尔比为1：20）、HBPS-2（摩尔比为1：15）、HBPS-3（摩尔比为1：10）。 （2） 红外光谱法（FTIR）、核磁共振法（1H NMR）、凝胶渗透色谱法（GPC）的分析结果表明：按照HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的顺序，支化程度、分子量增加，分子量分布变宽；示差扫描量热法（DSC）的分析结果表明：HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的玻璃化转变温度按顺序降低，且均低于线形聚苯乙烯的玻璃化转变温度；热失重法（TGA）的分析结果表明：HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的分解温度按顺序降低，半分解温度差别不大，但均高于聚碳酸酯的分解温度和半分解温度。 2．共混物PC／HBPS的制备、力学性能和相态结构 （1） 采用熔融共混法，应用密炼机制备了12种聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯的共混物。 （2） 共混物PC／HBPS的缺口冲击强度、拉伸强度、拉伸模量测试结果表明：在聚碳酸酯中加入≤2.0ms％的高支化聚苯乙烯，没有影响聚碳酸酯优异的力学性能。当在聚碳酸酯中加入≤1.0ms％的高支化聚苯乙烯时，缺口冲击强度甚至有所提高。 （3） 扫描电子显微镜（SEM）照片表明：共混物的冲击断面均为“海—岛结构”的两相体系。尤其对于试样PC／1.0HBPS-1、PC／1.0HBPS-2、PC／0.5HBPS-3，断面呈现出大量的蜂窝状结构，且凹凸不平，这些现象验证了在力学性能中得出的冲击强度较高的结论。 3．共混物PC／HBPS的热性能和相容性。 （1） 示差扫描量热法（DSC）的分析结果表明：共混物的玻璃化转变温度略低于聚碳酸酯的玻璃化转变温度。用Fox方程和Couchman方程计算的玻璃化转变温度与用DSC测得的数据非常接近。热失重法（TGA）的分析结果表明：共混物的分解温度、峰顶温度、重量损失5％的温度、半分解温度都比纯PC的低，其热稳定性都比纯PC的低，但下降程度不是很大，分解温度都在463℃以上。 （2） 在PC中共混≤2.0ms％HBPS时，用DSC分析，PC与HBPS具有部分相容性；用SEM分析，共混物呈两相结构，HBPS都以球形状均匀地分布在连续相PC中，具有部分相容性。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 聚合物共混改性
• 1.2 聚碳酸酯
• 1.2.1 概况
• 1.2.2 聚碳酸酯共混改性研究进展
• 1.3 超支化聚合物
• 1.3.1 概况
• 1.3.2 超支化聚合物的合成—原子转移自由基聚合反应
• 1.3.3 超支化聚合物的应用—在聚合物共混改性中的应用
• 1.3.4 结语
• 1.4 本论文的设计思想和主要内容
• 1.4.1 设计思想
• 1.4.2 主要内容
• 参考文献
• 2 高支化聚苯乙烯的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料和试剂
• 2.2.2 高支化聚苯乙烯的合成
• 2.2.3 仪器和表征方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 高支化聚苯乙烯的合成
• 2.3.2 高支化聚苯乙烯的FTIR表征
• 1H NMR表征'>2.3.3 高支化聚苯乙烯的¹H NMR表征
• 2.3.4 高支化聚苯乙烯的GPC表征
• 2.3.5 高支化聚苯乙烯的DSC表征
• 2.3.6 高支化聚苯乙烯的TGA表征
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 3 聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混物的制备、力学性能和相态结构
• 3.1 引言
• 3.1.1 力学性能
• 3.1.1 相态结构
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 主要设备和仪器
• 3.2.3 共混物的制备
• 3.2.4 共混物的性能测试和相态结构
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 共混物PC／HBPS的制备
• 3.3.2 共混物PC／HBPS的力学性能
• 3.3.3 共混物PC／HBPS的相态结构
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 4 聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混物的热性能和相容性
• 4.1 引言
• 4.1.1 热性能
• 4.1.2 相容性
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料
• 4.2.2 主要仪器和设备
• 4.2.3 性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 共混物PC／HBPS的热性能
• 4.3.2 共混物PC／HBPS的相容性
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 5 聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混物的流变性能
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要原料
• 5.2.2 主要仪器
• 5.2.3 性能测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 用熔体指数仪研究共混物PC／HBPS的MFI
• 5.3.2 用毛细管流变仪研究共混物PC／HBPS的流变性能
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 6 聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混物的力学松弛
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 主要原料
• 6.2.2 主要仪器
• 6.2.3 测试模式和方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 共混物PC／HBPS的应变与时间的关系
• 6.3.2 共混物PC／HBPS的复数模量与频率的关系
• 6.3.3 共混物PC／HBPS的损耗角与频率的关系
• 6.3.4 共混物PC／HBPS的复数粘度与频率的关系
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 7 结论
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文