反應(yīng)加工制備結(jié)構(gòu)可控的接枝共聚物PS-g-PA6及其相容特性.pdf

1、聚合物相容共混是不相容聚合物共混過程中加入或原位生成嵌段或接枝共聚物實現(xiàn)相容的技術(shù)，已成為制備高性能高分子材料的重要方法。相容劑的相容有效性取決于它們的分子結(jié)構(gòu)、分子量、組成以及與共混物的每一組分之間的相互作用力等?，F(xiàn)在盛行的原位相容技術(shù)主要是在共混過程中通過界面偶合反應(yīng)生成接枝共聚物而起相容作用的，但至今什么組成和結(jié)構(gòu)的接枝共聚物具有高效的相容性仍不明確，急需研究。
　　 論文創(chuàng)造性地采用結(jié)構(gòu)可控的聚苯乙烯(PS)和尼龍6(P

2、A6)的接枝共聚物(PS-g—PA6)作為PS/PA6共混體系的相容劑，建立了接枝共聚物的鏈結(jié)構(gòu)和組成與其相容特性的定量關(guān)聯(lián)，這對于指導(dǎo)具有高效相容特性的接枝共聚物的組成和結(jié)構(gòu)優(yōu)化有重要的意義。
　　 論文主要包括三部分內(nèi)容：(1)提出新的反應(yīng)加工技術(shù)制備結(jié)構(gòu)可控的PS—g-PA6；(2)研究PS—g—PA6作為PS/PA6共混體系的相容劑的相容特性以及熱歷史下穩(wěn)定共混物相形態(tài)的特性；(3)提出示蹤相容劑的概念，將傳統(tǒng)的化學(xué)工程

3、概念(停留時間分布)引入到高分子材料加工領(lǐng)域，研究雙螺桿擠出加工過程中共混物的相形態(tài)的動態(tài)演變規(guī)律。論文取得了以下創(chuàng)新性研究結(jié)果：
　　 1、在催化劑己內(nèi)酰胺(NaCL)存在下，3-異丙烯基-α，α-二甲基芐基異氰酸酯(TMI)和苯乙烯(St)的共聚物(PS-co-TMI)中異氰酸官能團(tuán)引發(fā)已內(nèi)酰胺(CL)聚合，形成接枝共聚物PS-g—PA6。接枝共聚物的結(jié)構(gòu)主要由以下三因素所決定：主鏈鏈長、接枝鏈長和接枝密度。CL接枝到Ps—

4、co—TMI主鏈上的過程中，PS-co-TMI沒有發(fā)生鏈降解，因此PS-g—PA6的主鏈鏈長可由Ps—co-TMI的分子量決定；所有的異氰酸官能團(tuán)都參與了引發(fā)CL的聚合，從而接枝密度可由PS—co-TMI中TMI的含量決定；接枝鏈長可通過Ps—co-TMI/CL的摩爾比來控制。
　　 2、接枝共聚物PS—g—PA6作為PS/PA6共混體系的相容劑的相容效率通過分散相/母體形態(tài)中分散相尺寸以及在靜態(tài)熱處理下共連續(xù)相形態(tài)的穩(wěn)定來衡量

5、。結(jié)果表明接枝共聚物的結(jié)構(gòu)和組成對它的相容特性有較大的影響：對于具有相同主鏈鏈長和接枝密度的接枝共聚物，接枝鏈越長，相容效率越高；對于具有相同組成的接枝共聚物，接枝密度越低而接枝鏈越長，相容效率越高。
　　 3、在短時間混合內(nèi)，加料方式對分散相尺寸有較大的影響，但隨著混合時間的延長，這種影響減小甚至可以忽略。這表明加料方式主要影響接枝共聚物PS-g-PA6到達(dá)和穩(wěn)定界面所需的時間。有效的加料方式應(yīng)遵循兩個原則：第一，為了避免分散

6、相和母體的相反轉(zhuǎn)，母體應(yīng)在分散相之前熔融；第二，相容劑應(yīng)在分散相開始熔融前加入。
　　 4、對于工業(yè)級的聚合物混合過程，很難建立乳化曲線來評估相容劑的相容能力。論文創(chuàng)新性的提出示蹤相容劑的概念來解決這一問題。首先將少量的熒光性官能團(tuán)(如蒽基)反應(yīng)到PS—co—TMI上，然后利用PS—co-TMI中未反應(yīng)的異氰酸官能團(tuán)引發(fā)CL聚合，形成含有熒光性官能團(tuán)的接枝共聚物，即示蹤相容劑。連續(xù)混合裝置(如雙螺桿擠出機(jī))中的乳化曲線能通過示蹤