互穿網(wǎng)絡(luò)SBS-PBMA納米乳膠粒的制備及其對PVC加工流變性能的影響.pdf

1、膠乳型互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(LIPNs)是通過兩種或多種交聯(lián)的互穿網(wǎng)絡(luò)組成的聚合物。通過相互交聯(lián)貫穿,相態(tài)間存在著協(xié)同作用,產(chǎn)生了“強迫互容”作用。它具有聚合物物理共混所不具有的優(yōu)異性能,因此被廣泛用于實驗研究和生產(chǎn)應(yīng)用中。本文選用甲基丙烯酸丁酯(BMA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)這兩種常見單體,進行互穿網(wǎng)絡(luò)乳液聚合制備SBS/PBMA。
　　本實驗是在課題組采用ATRP法制備SBS/PBMA IPNs及對聚氯乙烯力

2、學(xué)性能的影響研究工作的基礎(chǔ)上,采用互穿網(wǎng)絡(luò)聚合中較為常用的乳液聚合方法。通過調(diào)整交聯(lián)劑用量,使納米乳膠粒由柔性粒子過渡為剛性粒子,并探討了不同凝膠含量的SBS/PBMA LIPNs互穿網(wǎng)絡(luò)納米乳膠粒對PVC基質(zhì)物理共混后,其流變性能及加工性能的影響。
　　實驗結(jié)果表明:
　　首先,利用乳液聚合動力學(xué)原理,考察了乳化劑、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的不同用量,建立固含量-時間以及轉(zhuǎn)化率-時間的關(guān)系。并對聚合物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行了激光粒度(LP

3、A)、透射電鏡(TEM)、差示掃描量熱(DSC)和傅里葉紅外(FT-IR)的表征。當(dāng)乳化劑、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的用量分別為1.5％、0.5 wt%和15%時,可制得粒徑分布較窄,且粒徑在65-70 nm之間的納米乳膠粒。
　　其次,通過改變交聯(lián)劑的用量,制備不同凝膠含量的互穿網(wǎng)絡(luò)納米乳膠粒,提高聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,增加乳膠粒的剛性,使得乳膠粒由彈性粒子過渡到剛性粒子。并對這一系列的不同凝膠含量的納米乳膠粒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行表征,得到

4、100 nm單分散粒徑分布的納米乳膠粒。
　　然后,將制備得到的一系列不同凝膠含量的納米乳膠粒,按不同比例與PVC進行物理共混,考察其對PVC樹脂的流變性能和力學(xué)性能的影響。轉(zhuǎn)矩流變測試結(jié)果顯示,隨著SBS/PBMA LIPNs用量的增加,其塑化時間明顯降低,但平衡扭矩和平衡溫度變化不大。同時,考察加入1 phr不同凝膠含量的SBS/PBM A LIPNs在相同溫度,轉(zhuǎn)速不同時,得到轉(zhuǎn)速與平衡扭矩的關(guān)系。利用Ostwald方程進行

5、線性擬合得到剪切速率和表觀粘度的關(guān)系,滿足非牛頓流體的剪切變稀現(xiàn)象,并且隨著乳膠粒凝膠含量的提高,其假塑性流體現(xiàn)象更加明顯。并且通過Arrhenius方程與表觀粘度的關(guān)系,計算出粘流活化能,隨著納米乳膠粒剛性的提高,粘流活化能也增大。
　　最后,對其加工性能也進行了研究,結(jié)果表明,隨著SBS/PBMA LIPNs加入量的增加,其力學(xué)性能明顯下降。然而,加入1 phr交聯(lián)劑用量為8 wt%的SBS/PBMA LIPNs對PVC材料的