甲基丙烯酸羥乙酯接枝改性天然膠乳的制備及其應用研究.pdf

1、乙烯類單體與天然橡膠(NR)的接枝共聚,是改善天然橡膠性能,擴大其應用范圍的有效途徑之一。本文以過氧化氫異丙苯/四乙烯五胺(CHPO/TEPA)為引發(fā)劑,二甲基丙烯酸三甘醇酯(TEGDMA)為交聯(lián)劑,通過乳液聚合法合成了甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)接枝共聚改性天然膠乳(NR-g-HEMA),研究了溶脹條件對接枝反應的影響以及反應溫度、反應時間、單體用量、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量等因素對接枝率和接枝效率的影響。采用FT-IR、水接觸角測定儀

2、、粒度分析儀、透射電鏡(TEM)、熱重分析儀(TGA)等對接枝產物進行了表征。同時,進一步評價了NR-g-HEMA的血液相容性,考察了NR-g-HEMA用作膠粘劑或復合材料界面相容劑的效果。
　　結果表明,在16℃×20h條件下,單體對天然膠乳充分溶脹,是甲基丙烯酸羥乙酯與天然膠乳接枝共聚反應順利進行的關鍵。制備NR-g-HEMA膠乳時,每100份天然膠乳中,單體、引發(fā)劑(CHPO:TEPA=1:1)及交聯(lián)劑的適宜用量分別為20、

3、0.2和0.1份;在16℃×8h的最佳反應條件下,得到單體接枝率14％。FT-IR和TEM結果表明聚甲基丙烯酸羥乙酯 P(HEMA)分子鏈緊緊接枝在天然橡膠粒子表面;水接觸角測定結果表明隨著接枝率的升高, NR-g-HEMA膠膜靜態(tài)水接觸角下降。接枝率達到14％時, NR-g-HEMA膠膜的靜態(tài)水接觸角由天然膠乳膠膜的97o下降到71o;TGA結果表明接枝改性后的NR-g-HEMA的熱穩(wěn)定性優(yōu)于天然橡膠。
　　通過血小板粘附實驗對

4、NR-g-HEMA膠膜的血液相容性進行了評價。掃描電鏡(SEM)觀測結果表明,接枝率14％的NR-g-HEMA膠膜表面粘附的血小板數(shù)量較少,并基本呈圓盤狀。采用不同接枝率的NR-g-HEMA膠乳調制膠粘劑,并用于粘接楊木單板,考察了 NR-g-HEMA膠乳的粘合效果。試件的干態(tài)剪切強度測試結果表明,隨著NR-g-HEMA膠乳接枝率的升高,膠粘劑極性增大,粘接性能良好,剪切強度最高能達到1.88MPa,比天然膠乳水基型膠粘劑的粘合強度提高

5、了84％。此外,也考察了NR-g-HEMA膠乳用作天然膠乳/SiO2復合材料的界面相容劑的效果。測試結果表明,當 SiO2用量為8份時,加入3份接枝率14％的NR-g-HEMA膠乳,復合材料的拉伸強度和撕裂強度分別提高了22％和36％。SEM觀測結果表明,NR-g-HEMA的加入能改善SiO2在天然膠乳中的分散性,但用量不能超過 SiO2的一半。熱分析結果表明,在 NR/SiO2復合材料中添加NR-g-HEMA,也有助于提高復合材料的熱