丙烯酸酯類共聚物(ACR)的合成及在PVC中的應(yīng)用.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是五大熱塑性通用塑料之一，在各個(gè)領(lǐng)域中都具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，由于其突出的耐久性和綜合性能優(yōu)勢，以及獨(dú)特的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊。但是其熱穩(wěn)定性差，常溫時(shí)韌性低，受沖擊時(shí)極易斷裂。制造高性能聚氯乙烯材料，尤其高韌性聚氯乙烯合金，需要加入增韌成分，即抗沖擊改性劑；聚氯乙烯屬于極性聚合物，熔體粘度大，熱穩(wěn)定性低，不易高溫塑化，對于高強(qiáng)度的無增塑聚氯乙烯材料加工，需要使用塑化加工助劑，使得加工性能得到改善。本研究針對高性能

2、聚氯乙烯材料的要求，采用丙烯酸酯類單體，分別合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸酯類(ACR)抗沖改性劑，和聚丙烯酸酯類塑化加工助劑，通過丙烯酸酯類與殼聚糖(CTS)接枝共聚，獲得具有抗沖擊和抗菌功能的共聚改性助劑。
　　 本研究以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)為軟、硬單體，過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑，通過種子乳液聚合的方法合成軟核硬殼結(jié)構(gòu)的抗沖改性劑I-ACR，殼聚糖(CTS)作為一種天然抗菌劑，含有多種官能團(tuán)，極具反應(yīng)

3、活性，可進(jìn)行氧化、還原、接枝等多種反應(yīng)。通過對多種殼聚糖性能的比較選擇出性能好的水溶性殼聚糖，以硝酸鈰銨(CAN)引發(fā)殼聚糖產(chǎn)生自由基，同MMA發(fā)生接枝共聚反應(yīng)。將具有抗菌性能的殼聚糖與丙烯酸酯類單體接枝共聚，合成具有抗菌性能的抗沖改性劑CTS-ACR;分別以乳液固含量、凝膠率、單體轉(zhuǎn)化率、ACR對PVC的力學(xué)性能等為指標(biāo)，考察兩個(gè)體系的乳化劑、引發(fā)劑的選擇和用量，軟硬單體的投料比，聚合溫度和反應(yīng)時(shí)間對ACR性能的影響，確定最佳合成條件

4、，嘗試易于粉化的干燥方法。利用紅外光譜(IR)表征聚合物結(jié)構(gòu)，差熱掃描量熱儀(DSC)考察其多個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，激光粒度儀測試乳液粒徑及分布來探討ACR的核殼結(jié)構(gòu)。
　　 以特性粘度為主要指標(biāo)，通過乳液聚合合成具有較高分子量的加工助劑P-ACR。P-ACR的制備及性能測試：以BA、MMA為單體，過硫酸鉀為引發(fā)劑，通過乳液聚合的方法合成P-ACR樹脂，以P-ACR樹脂的特性粘度為主要指標(biāo)，考察該乳液聚合體系中各因素與聚合物分子量之

5、間的關(guān)系，得到適應(yīng)本體系的以下結(jié)論：(1)乳化劑的適當(dāng)增加可以提高P-ACR分子量，但過多的乳化劑不利于分子量的提高；(2)引發(fā)劑濃度的增大會(huì)減小P-ACR分子量；(3)較低的聚合溫度有利于P-ACR分子量的提高；(4)在改進(jìn)的聚合工藝條件下，延長反應(yīng)時(shí)間可以提高P-ACR的分子量；(5)隨著BA投料量的增加，P-ACR分子量變大。
　　 分別使用三種聚丙烯酸酯類的聚合物與聚氯乙烯進(jìn)行共混，獲得其共混材料。測試混煉時(shí)間和混煉溫度

6、對PVC/ACR共混材料力學(xué)性能的影響。測試不同份數(shù)ACR抗沖改性劑改性的PVC材料的抗沖擊性能、拉伸性能、耐熱性能。通過掃描電鏡觀察共混材料切面的分散狀況，觀察共混材料沖擊斷面的脆性或韌性斷裂。兩種ACR抗沖改性劑可以明顯提高PVC的抗沖擊性能，隨著ACR份數(shù)的增加，PVC的韌性越大，I-ACR的力學(xué)性能略優(yōu)于CTS-ACR的。測試PVC/CTS-ACR材料的抗菌性，發(fā)現(xiàn)共混材料具有優(yōu)良抗菌性。測試含不同份數(shù)P-ACR的共混材料的流變