Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)原位增容PS-POE共混物.pdf

1、強(qiáng)Lewis酸催化劑引發(fā)的Friedel-Crafts烷基化反應(yīng),為包含聚苯乙烯的聚合物共混物的原位增容改性提供了一種更為價(jià)廉,更為環(huán)保,且更為簡(jiǎn)便的實(shí)施手段.本文以PS為基體,新型聚烯烴彈性體(POE)為增韌劑,研究PS/POE共混物在無水-AlCl<,3>催化劑作用下的原位增容機(jī)理,以及共混材料的結(jié)構(gòu)和性能,為進(jìn)一步研究和利用該項(xiàng)技術(shù)提供理論基礎(chǔ). 作為近年來引起極大關(guān)注的新型熱塑性彈性體材料,POE由于其優(yōu)異的物理機(jī)械性能被

2、廣泛用做PP的抗沖擊改性劑.與傳統(tǒng)的增韌劑相比,POE在增韌的同時(shí),尚可使材料保持良好的強(qiáng)度和加工流動(dòng)性.本文中將POE引入到PS的增韌改性中,通過"逾滲"理論研究PS/POE共混物的脆韌轉(zhuǎn)變現(xiàn)象.并在蠕變實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了以更為簡(jiǎn)便的拉伸實(shí)驗(yàn)定量測(cè)定共混物中銀紋含量的新方法,并以此對(duì)PS/POE共混物的增韌機(jī)理進(jìn)行定量化研究. PS/POE共混物屬于熱力學(xué)不相容共混體系,加入無水AlCl<,3>催化劑對(duì)其進(jìn)行原位反應(yīng)性增容,可

3、以降低界面張力,使分散相粒徑變小,并在加工過程中保持其良好的分散性.本文通過研究不同組成的PS/POE共混物在原位增容前后結(jié)構(gòu)和性能的變化,系統(tǒng)地闡述了Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)在改善PS/POE共混物相形態(tài)、力學(xué)性能、流變行為和熱性能中所能起到的作用,使我們對(duì)原位增容的概念有了進(jìn)一步地了解,認(rèn)識(shí)到利用Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)對(duì)含有PS共混物的原位增容改性是一種行之有效的方法. 增容效果是實(shí)施增容改性技術(shù)

4、時(shí)最為關(guān)注的問題.在強(qiáng)Lewis酸催化劑存在條件下,交聯(lián)、降解和凝膠化等副反應(yīng)很可能伴隨著原位接枝反應(yīng)一起發(fā)生,從而嚴(yán)重影響到共混物增容改性的效果.因此,在研究原位增容改性技術(shù)時(shí),主反應(yīng)和副反應(yīng)對(duì)材料最終增容效果的影響顯得尤為重要.本文結(jié)合GPC、SEM和DMA等測(cè)試手段,研究了無水AlCl<,3>催化劑在PS/POE共混物熔融加工過程中的作用.實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)除了引發(fā)原位接枝反應(yīng),生成PS-gra-POE接枝共聚物以外,無水AlCl<,3

5、>還會(huì)導(dǎo)致共混組份的催化降解.原位接枝反應(yīng)和催化降解反應(yīng)對(duì)共混物的結(jié)構(gòu)和性能有著不同的影響,它們之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系決定了PS/POE共混物最終的增容效果. Friedel-CraRs烷基化反應(yīng)在小分子化合物領(lǐng)域中有十分廣泛的用途,對(duì)其反應(yīng)機(jī)理已經(jīng)有了十分深入地認(rèn)識(shí).但利用Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)誘發(fā)高分子物質(zhì)原位增容方面的研究很少.而且,高分子物質(zhì)有別于小分子化合物的特性使得對(duì)其增容機(jī)理的研究很不全面.簡(jiǎn)單地用引發(fā)、鏈段

6、斷裂和接枝的反應(yīng)步驟不足以清楚地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.本文基于對(duì)Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)特點(diǎn)的詳細(xì)分析,細(xì)化了無水AlCl<,3>催化劑的引發(fā)過程,對(duì)原位增容的反應(yīng)機(jī)理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),從而對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了較為合理的解釋. 由于強(qiáng)Lewis酸催化劑的存在,Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)中組份的催化降解是不可避免的.而且,PS和POE都不具備活潑的化學(xué)反應(yīng)活性,導(dǎo)致共混物的接枝率非常低.如何緩解催化劑的不良影響和提高接