高透明韌性有機玻璃的研究.pdf

1、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗稱有機玻璃，由于具有較好的透明性、化學穩(wěn)定性和耐候性，易染色，易加工，外表優(yōu)美、質(zhì)量輕、加工適應(yīng)性等優(yōu)點，近年來得到迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用到航空、建筑、農(nóng)業(yè)、光學儀器等領(lǐng)域。但PMMA屬于硬而脆的塑料材料，沖擊強度低，使其在許多方面的應(yīng)用受到限制。因而，在保持有機玻璃良好性能的基礎(chǔ)上對其進一步進行增韌改性具有深遠的意義。本文在綜述了目前國內(nèi)外有機玻璃增韌方法的基礎(chǔ)上，分別采用聚己二酸丙二醇酯、嵌段共聚物以及聚氨

2、酯丙烯酸酯為PMMA的增韌改性劑，得到了高透明增韌改性的有機玻璃。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.以己二酸、1,2-丙二醇為原料，經(jīng)縮聚反應(yīng)合成了聚己二酸丙二醇酯，采用FTIR、GPC對其結(jié)構(gòu)進行了表征，研究結(jié)果表明，成功地合成了分子量分布窄的聚己二酸丙二醇酯低聚物。
　　采用聚己二酸丙二醇酯對PMMA進行原位增韌改性，利用沖擊試驗機、萬能測試機、DMA、透光率/霧度測定儀、綜合熱分析儀等對改性PMMA的力學性能、光學性

3、能、熱性能進行了表征，研究結(jié)果表明：聚己二酸丙二醇酯對PMMA具有較好的增韌改性作用，而對其拉伸強度和光學透明性影響很小，改性后PMMA的儲能模量和玻璃化溫度有所下降。當聚己二酸丙二醇酯含量為15％時，改性PMMA的沖擊強度提高了61.13%，而拉伸強度僅下降6.33%，改性PMMA的透光率幾乎不變，而霧度H略有增加，增幅約為1%。TG測試結(jié)果表明聚己二酸丙二醇酯的加入提高了PMMA的熱穩(wěn)定性。
　　2.采用嵌段共聚物PEO75-

4、PPO30-PEO75(F68)對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)進行原位增韌改性，研究了改性PMMA的力學性能、光學透明性和微結(jié)構(gòu)，并探討了改性機理。研究結(jié)果表明：嵌段共聚物F68對PMMA有較好的增韌作用，隨著F68含量的增加，改性PMMA的沖擊強度不斷增大，當F68含量為20%時，其沖擊強度提高了117.61%；改性PMMA的儲能模量隨著F68含量的增加先下降后上升，而損耗因子的峰值溫度Tg逐漸降低，F(xiàn)68的添加對PMMA的損耗因子具

5、有“拉平”效應(yīng)；改性PMMA具有較好的光學透明性能，當F68含量在20%以內(nèi)時，改性PMMA的透光率降低小于2%。
　　3.以六亞甲基二異氰酸酯（HDI）、聚醚多元醇、丙烯酸羥乙酯為原料，采用兩步法制備了聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物，利用FTIR對共聚物的結(jié)構(gòu)進行了表征，測試結(jié)果表明，反應(yīng)產(chǎn)物為聚氨酯丙烯酸酯。
　　采用原位聚合法制備了聚氨酯丙烯酸酯改性PMMA復合體系，利用沖擊試驗機、DMA、透光率/霧度測定儀等測試其沖擊性能、動

6、態(tài)機械性能和光學性能，研究結(jié)果表明：改性后PMMA的沖擊強度隨著聚氨酯丙烯酸酯含量的增加而增加，光學透明性基本不變，當聚氨酯丙烯酸酯含量為20%時，改性PMMA的沖擊強度達到了21.98J/cm2，比純PMMA的沖擊強度提高了66.77%；改性PMMA的儲能模量隨著聚氨酯丙烯酸酯含量的增加不斷緩慢下降，損耗因子的峰值基本保持不變，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低；改性后PMMA的透光率Tt降低很少(<3%)，而霧度H略有增加。熱重分析結(jié)果表明，改