Friedel-Crafts烷基化反應原位增容PS-POE共混物.pdf

1、強Lewis酸催化劑引發(fā)的Friedel-Crafts烷基化反應,為包含聚苯乙烯的聚合物共混物的原位增容改性提供了一種更為價廉,更為環(huán)保,且更為簡便的實施手段.本文以PS為基體,新型聚烯烴彈性體(POE)為增韌劑,研究PS/POE共混物在無水-AlCl<,3>催化劑作用下的原位增容機理,以及共混材料的結構和性能,為進一步研究和利用該項技術提供理論基礎. 作為近年來引起極大關注的新型熱塑性彈性體材料,POE由于其優(yōu)異的物理機械性能被

2、廣泛用做PP的抗沖擊改性劑.與傳統(tǒng)的增韌劑相比,POE在增韌的同時,尚可使材料保持良好的強度和加工流動性.本文中將POE引入到PS的增韌改性中,通過"逾滲"理論研究PS/POE共混物的脆韌轉變現(xiàn)象.并在蠕變實驗的基礎上,提出了以更為簡便的拉伸實驗定量測定共混物中銀紋含量的新方法,并以此對PS/POE共混物的增韌機理進行定量化研究. PS/POE共混物屬于熱力學不相容共混體系,加入無水AlCl<,3>催化劑對其進行原位反應性增容,可

3、以降低界面張力,使分散相粒徑變小,并在加工過程中保持其良好的分散性.本文通過研究不同組成的PS/POE共混物在原位增容前后結構和性能的變化,系統(tǒng)地闡述了Friedel-Crafts烷基化反應在改善PS/POE共混物相形態(tài)、力學性能、流變行為和熱性能中所能起到的作用,使我們對原位增容的概念有了進一步地了解,認識到利用Friedel-Crafts烷基化反應對含有PS共混物的原位增容改性是一種行之有效的方法. 增容效果是實施增容改性技術

4、時最為關注的問題.在強Lewis酸催化劑存在條件下,交聯(lián)、降解和凝膠化等副反應很可能伴隨著原位接枝反應一起發(fā)生,從而嚴重影響到共混物增容改性的效果.因此,在研究原位增容改性技術時,主反應和副反應對材料最終增容效果的影響顯得尤為重要.本文結合GPC、SEM和DMA等測試手段,研究了無水AlCl<,3>催化劑在PS/POE共混物熔融加工過程中的作用.實驗研究發(fā)現(xiàn)除了引發(fā)原位接枝反應,生成PS-gra-POE接枝共聚物以外,無水AlCl<,3

5、>還會導致共混組份的催化降解.原位接枝反應和催化降解反應對共混物的結構和性能有著不同的影響,它們之間的競爭關系決定了PS/POE共混物最終的增容效果. Friedel-CraRs烷基化反應在小分子化合物領域中有十分廣泛的用途,對其反應機理已經有了十分深入地認識.但利用Friedel-Crafts烷基化反應誘發(fā)高分子物質原位增容方面的研究很少.而且,高分子物質有別于小分子化合物的特性使得對其增容機理的研究很不全面.簡單地用引發(fā)、鏈段

6、斷裂和接枝的反應步驟不足以清楚地解釋實驗現(xiàn)象.本文基于對Friedel-Crafts烷基化反應特點的詳細分析,細化了無水AlCl<,3>催化劑的引發(fā)過程,對原位增容的反應機理有了進一步的認識,從而對實驗現(xiàn)象進行了較為合理的解釋. 由于強Lewis酸催化劑的存在,Friedel-Crafts烷基化反應中組份的催化降解是不可避免的.而且,PS和POE都不具備活潑的化學反應活性,導致共混物的接枝率非常低.如何緩解催化劑的不良影響和提高接