異氰酸根功能化聚苯乙烯制備及其應用研究.pdf

1、官能團功能化高分子是指在高分子主鏈和側枝上引入帶有反應性的功能基團，并具有可逆或不可逆的物理功能或化學活性的一類高分子。功能化高分子可以使高分子材料的性能大幅度提高，或者被賦予新的功能。目前為止，高分子材料的功能化是實現(xiàn)高性能材料的重要途徑。
　　聚苯乙烯作為一種常見的通用塑料，其脆性，耐熱性差等缺點限制了它的應用。為克服聚苯乙烯的局限性，可以對聚苯乙烯進行官能團改性研究，利用該官能團的高反應活性，制備與無機納米粒子的復合材料，或

2、者官能團的后期活性反應。
　　苯乙烯和含有異氰酸根官能團(-NCO)的極性單體3-異丙烯基-α，α'-二甲基芐基-異氰酸酯(TMI)在高壓反應釜中通過溶液自由基聚合反應制備苯乙烯和TMI的共聚物P(St-co-TMI)，對聚苯乙烯進行原位官能團功能改性。傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)和核磁共振波譜(1H-NMR)研究結果表明，異氰酸根基團成功地引入到PS主鏈上，同時TMI的共聚組成隨著TMI的含量的增加而增加。
　　考慮到

3、異氰酸根的高反應活性，制備了功能化的聚苯乙烯P(St-co-TMI)與無機二氧化硅的復合材料。首先P(St-co-TMI)在硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的存在下制備雜化前驅體，隨后加入正硅酸乙酯(TEOS)原位溶膠-凝膠法制備化學鍵結合的P(St-co-TMI)/SiO2復合材料。研究結果表明，異氰酸根已完全反應，無機SiO2粒子在偶聯(lián)劑存在下更好地分布在聚苯乙烯基質中。同時，所得的復合材料的玻璃化轉變溫度Tg和熱穩(wěn)定

4、性能隨著APTES含量的增加而提高，復合材料的黏彈性行為在強的共價鍵連接下表現(xiàn)更加明顯。
　　聚氨酯材料中異氰酸根的存在會降低其熱性能，異氰酸根的環(huán)三聚反應可以提高其熱穩(wěn)定性。采用P(St-co-TMI)中異氰酸根的環(huán)三聚反應來模擬聚氨酯的環(huán)三聚反應來提高熱穩(wěn)定性。通過加入單異氰酸根TMI、對甲苯異氰酸酯(TI)和二異氰酸酯二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)環(huán)三聚制備異氰脲酸酯高性能材料。研究結果表明，所得產物的異氰酸根變弱甚至消失