SEBS的功能化与反应共混的研究

论文摘要

本工作采用3-异丙烯基-α,α-二甲基异氰酸酯（TMI）为接枝单体,以过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂,对苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）进行自由基溶液接枝功能化。纯化后的接枝产物（SEBS-g-TMI）的傅立叶变换红外光谱中存在2256cm-1异氰酸酯基团（-NCO）,表明异氰酸酯单体已经接枝到SEBS共聚物上。接枝率采用化学滴定和红外光谱的方法确定。与SEBS相比,SEBS-g-TMI的分子量分布（MMD）变窄。采用旋转流变仪测定了SEBS-g-TMI的流变行为。SEBS-g-TMI的表观粘度高于SEBS且随接枝率的增加而增加。采用接触角测定的表面分析表明,对于给定的的极性测定液体接枝产物的接触角随接枝率的增加而增大;我们同时得到接枝产物的表面自由能（γs）以及表面自由能的色散分量（γsd）和表面自由能的极性分量（γsp）,这些参数随接枝率提高而增大的趋势使我们可以定量估计接枝反应对改善极性的贡献。本工作研究了功能化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS-g-TMI）与尼龙6（PA6）的反应共混体系。傅立叶变换红外光谱表明,由于SEBS-g-TMI中的异氰酸酯基（-NCO）与尼龙6中的端胺基（-NH2）之间的化学反应,SEBS-g-TMI/PA6谱图中3299cm-1处的N-H伸缩振动峰变窄变高,1640cm-1处N-H变形振动峰和1547cm-1处N-H弯曲振动峰变强。同时研究了共混体系的热性能、流变性能、机械性能和形态特征。DSC结果表明,在相同的共混组成下,SEBS-g-TMI/PA6共混体系中尼龙6的结晶焓（ΔHc）要低于SEBS/PA6共混体系中的尼龙6,这种差别随着共混物中苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物含量的增加而增大,说明反应共混体系中尼龙6的结晶受到一定的限制;SEBS-g-TMI/PA6共混体系的复数粘度和贮能模量高于相应的SEBS/PA6共混体系;与相同组成的SEBS/PA6相比,SEBS-g-TMI/PA6中分散相的粒子尺寸更小,粒子分布更均匀,界面粘合更强;反应共混后的机械性能如拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度和模量、缺口及非缺口冲击强度均随着接枝率的提高而增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 SEBS的功能化
• 1.1.1 SEBS的特性与应用
• 1.1.2 SEBS功能化研究进展
• 1.2 功能化聚合物的制备工艺及设备
• 1.2.1 制备工艺
• 1.2.2 反应挤出设备的结构特点
• 1.3 SEBS的共混改性
• 1.3.1 PP/SEBS共混改性
• 1.3.2 PP/PS/SEBS共混改性
• 1.3.3 SBR/CR/SEBS共混物改性
• 1.3.4 PA6/SEBS共混改性
• 参考文献
• 2 功能化SEBS 的制备与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 标准溶液的配制
• 2.1.4 无水二甲苯的制备
• 2.1.5 SEBS-g-TMI的制备与纯化
• 2.1.6 接枝率和接枝效率的确定
• 2.1.7 SEBS-g-TMI样品分子参数的测定
• 2.1.8 流变性能的测定
• 2.1.9 接触角的测定
• 2.1.10 接枝产物与铝箔的粘接性能
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 TMI与SEBS的接枝反应
• 2.2.2 流变性能
• 2.2.3 表面性能：接触角、临界表面张力及表面自由能
• 2.2.4 粘接性能
• 2.3 结论
• 参考文献
• 3 异氰酸酯功能化SEBS 与尼龙6 反应共混的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 共混物的制备
• 3.1.3 红外光谱
• 3.1.4 热性能
• 3.1.5 流变性能
• 3.1.6 SEM
• 3.1.7 机械性能
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 FTIR表征
• 3.2.2 热性能
• 3.2.3 流变性能
• 3.2.4 共混物的形态
• 3.2.5 机械性能
• 3.3 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文目录