N-苯基馬來(lái)酰亞胺類(lèi)耐熱改性劑的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、基于N-苯基馬來(lái)酰亞胺化合物能有效地提高ABS的耐熱性特性,并且苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺.馬來(lái)酸酐三元無(wú)規(guī)共聚產(chǎn)物(Styrene-N-phenylmaleimide-maleicanhydrideTercopolymerSt-NPMI-MAH)的合成路線(xiàn)復(fù)雜,合成需采用多步驟過(guò)程,使得產(chǎn)品成本高、因此推廣應(yīng)用受限。本文通過(guò)對(duì)聚合物耐熱改性劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即選擇以N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)為耐熱主單體,引入苯乙烯(St)以提高改

2、性劑的加工流動(dòng)性,馬來(lái)酸酐(MAH)極性單體改善改性劑的相容性,采用自制的過(guò)氧化對(duì)苯二甲酸二叔丁酯為新型引發(fā)劑,一步法合成St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)三元共聚物。并通過(guò)調(diào)節(jié)單體用量、聚合溫度與時(shí)間,來(lái)制備耐熱性可調(diào)控的St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)三元共聚物。與現(xiàn)行工業(yè)技術(shù)相比,該合成方法降低了技術(shù)難度,簡(jiǎn)化了工藝,有效降低生產(chǎn)成本,聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率約為86wt％,能夠滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)要求,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
　　 論文對(duì)耐熱改性劑的單體配比

3、、聚合機(jī)制、投料方式等進(jìn)行了系統(tǒng)研究,著重研究了單體配比、聚合溫度對(duì)St-NPMI-MAH共聚物組成的影響。在保證三元共聚物無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)下,開(kāi)發(fā)了溶液.沉淀一步聚合St-NPMI-MAH三元無(wú)規(guī)共聚物的合成技術(shù),研究了聚合時(shí)間與產(chǎn)率的關(guān)系,簡(jiǎn)化了聚合工藝,從而使得St-NPMI-MAH共聚物的合成成本降低。
　　 研究表明采用自制的過(guò)氧化鄰苯二甲酸二叔丁酯為新型引發(fā)劑,NPMI用量為30wt％,聚合溫度為125℃,反應(yīng)時(shí)間4h為最佳

4、合成方案。采用FTIR,1HNMR,13CNMR,GPC技術(shù)對(duì)合成的St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚物的化學(xué)組成、鏈序列結(jié)構(gòu)和分子量進(jìn)行了表征,實(shí)驗(yàn)證明了St-NPMI-MAH的無(wú)規(guī)序列結(jié)構(gòu)和單體組成比的關(guān)系。合成的St-NPMI-MAH共聚物的重均分子量5×104左右,多分散系數(shù)為2.2-2.7。采用DSC和TOA分別研究了不同NPMI含量共聚物和相同NPMI含量的共聚物耐熱性、熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),St-NPMI-MAH共聚物玻璃化溫度

5、與共聚物中NPMI含量存在著線(xiàn)性關(guān)系。理論方面,采用Ozawa方法能夠合理地對(duì)St-NPMI-MAH共聚物體系的非等溫?zé)峤到庑袨楹蜔峤到鈩?dòng)力學(xué)解釋,并采用Crane方法求得了共聚物的熱降解級(jí)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明共聚物的熱降解活化能在135kJ/mol至1831d/mol之間,熱降解級(jí)數(shù)為1,表明該共聚物具有較理想的熱穩(wěn)定性。
　　 在對(duì)St-NPMI-MAH共聚物溶解度參數(shù)調(diào)配的基礎(chǔ)上,將St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚物與ABS共混

6、,制備了ABS耐熱改性材料。由于兩者具有較好的相容性,共混樣品DSC測(cè)試均表現(xiàn)出單一玻璃化轉(zhuǎn)變臺(tái)階,且St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚物對(duì)ABS材料的耐熱性能明顯提高。采用SEM對(duì)St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚物與ABS的微觀結(jié)構(gòu)和相容性進(jìn)行了表征。對(duì)共混材料力學(xué)和流變性能研究發(fā)現(xiàn),與ABS材料相比,St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚物耐熱改性劑對(duì)材料的力學(xué)性能和加工性能均能保持不變或略有提高。實(shí)驗(yàn)證明,本文開(kāi)發(fā)St-NPMI-MAH無(wú)規(guī)共聚