聚碳酸酯與高支化聚苯乙烯共混改性的研究.pdf

1、本文首先合成了高支化聚苯乙烯（HBPS），然后通過熔融共混法，將低粘度的高支化聚苯乙烯添加到高粘度的聚碳酸酯（PC）中共混改性，研究了共混物PC／HBPS的力學(xué)性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、熱性能、相容性、流變性能及力學(xué)松弛性能等。全文主要內(nèi)容如下： 1．HBPS的合成與表征。 （1）采用原子轉(zhuǎn)移自由基（ATRP）法，將氯甲基化苯乙烯與苯乙烯按不同的摩爾比進(jìn)行了共聚，合成了三種不同的高支化聚苯乙烯，分別命名為：HBPS-1（摩爾比為1

2、：20）、HBPS-2（摩爾比為l：15）、HBPS-3（摩爾比為1：10）。 （2）紅外光譜法（FTIR）、核磁共振法（<,1>H NMR）、凝膠滲透色譜法（GPC）的分析結(jié)果表明：按照HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的順序，支化程度、分子量增加，分子量分布變寬；示差掃描量熱法（DSC）的分析結(jié)果表明：HBPS-1、HBPS-2、HBP-3的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度按順序降低，且均低于線形聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；熱失重法（TG

3、A）的分析結(jié)果表明：HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的分解溫度按順序降低，半分解溫度差別不大，但均高于聚碳酸酯的分解溫度和半分解溫度。 2．共混物PC／HBPS的制備、力學(xué)性能和相態(tài)結(jié)構(gòu) （1）采用熔融共混法，應(yīng)用密煉機(jī)制備了12種聚碳酸酯與高支化聚苯乙烯的共混物。 （2）共混物PC／HBPS的缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量測試結(jié)果表明：在聚碳酸酯中加入≤2.0ms％的高支化聚苯乙烯，沒有影響聚碳酸酯優(yōu)

4、異的力學(xué)性能。當(dāng)在聚碳酸酯中加入≤1.0ms％的高支化聚苯乙烯時(shí)，缺口沖擊強(qiáng)度甚至有所提高。 （3）掃描電子顯微鏡（SEM）照片表明：共混物的沖擊斷面均為“海一島結(jié)構(gòu)”的兩相體系。尤其對于試樣PC／1.0HBPS-1、PC／1.0HBPS-2、PC／0.5HBPS-3，斷面呈現(xiàn)出大量的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，且凹凸不平，這些現(xiàn)象驗(yàn)證了在力學(xué)性能中得出的沖擊強(qiáng)度較高的結(jié)論。 3．共混物PC／HBPS的熱性能和相容性。 （1）示

5、差掃描量熱法（DSC）的分析結(jié)果表明：共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度略低于聚碳酸酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。用Fox方程和Couchman方程計(jì)算的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與用DSC測得的數(shù)據(jù)非常接近。熱失重法（TGA）的分析結(jié)果表明：共混物的分解溫度、峰頂溫度、重量損失5％的溫度、半分解溫度都比純PC的低，其熱穩(wěn)定性都比純PC的低，但下降程度不是很大，分解溫度都在463℃以上。 （2）在PC中共混≤2．0ms％HBPS時(shí)，用DSC分析，PC與HBPS具

6、有部分相容性；用SEM分析，共混物呈兩相結(jié)構(gòu)，HBPS都以球形狀均勻地分布在連續(xù)相PC中，具有部分相容性。 4．共混物PC／HBPS的流變性能 （1）熔體流動(dòng)指數(shù)（MFI）分析結(jié)果表明：共混物與純PC的熔體流動(dòng)指數(shù)相比，明顯提高。在基體PC中，加入0.5ms％的HBPS時(shí)，共混物的熔體流動(dòng)指數(shù)提高24-38％，說明很少量的HBPS就足以改善線形PC的流動(dòng)性能。 （2）毛細(xì)管流變儀分析結(jié)果表明：共混物都為假塑性流體

7、，隨著剪切速率的增加，粘度降低，呈現(xiàn)剪切變稀特征；隨著HBPS含量的增加，共混物的非牛頓指數(shù)n有增加的趨勢；隨著溫度的升高，共混物的粘度降低，溫度是調(diào)節(jié)粘度的首要手段。 5．共混物PC／HBPS的力學(xué)松弛性能 （1）共混物的抗蠕變能力都比純PC的差，但下降程度較小。 （2）共混物的復(fù)數(shù)模量都比純PC的低，損耗角都比純PC的大。隨著溫度的升高，共混物的復(fù)數(shù)模量在下降，損耗角在增加。 （3）共混物的復(fù)數(shù)粘度都