甲基丙烯酸甲酯-N-環(huán)己基馬來酰亞胺-苯乙烯共聚物及其蒙脫土納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一種透明材料,與無機(jī)透明材料相比,它具有很多優(yōu)異的性能,但耐熱性差是其主要缺點(diǎn).提高PMMA耐熱性,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域已成為當(dāng)今眾多科研工作者的熱門研究課題.本文采用兩種途徑對PMMA進(jìn)行耐熱改性:一是通過共聚在PMMA大分子鏈上引入剛性的N-環(huán)己基馬來酰亞胺(CHMI),增大鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力,從而提高其耐熱性;二是利用有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合技術(shù),通過性能互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)PMMA的高性能化.本文首先研究了N-環(huán)己基馬來酰亞胺

2、單體合成的最佳條件,采用高溫脫水法合成出了高產(chǎn)率、高純度的單體(熔點(diǎn)為90.2℃,文獻(xiàn)值90.2℃).在此基礎(chǔ)上,利用本體聚合法制備了MMA/CHMI二元共聚物.本文研究的另一個(gè)重要內(nèi)容是活性有機(jī)蒙脫土的制備.將水溶性陽離子自由基引發(fā)劑偶氮二異丁基脒鹽酸鹽(AIBA)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)或十六烷基三正丁基溴化鏻(HTPB)兩次插層蒙脫土制備了既有較大層間距,又有引發(fā)活性的有機(jī)蒙脫土 ANMMT(AIBA和CTAB改性MMT

3、)和APMMT(AIBA和HTPB改性MMT).AIBA在蒙脫土中的含量主要取決于兩種插層劑的比值,與長碳鏈陽離子的種類關(guān)系不大.活性有機(jī)蒙脫土層間距的大小不僅與兩種插層劑比值有關(guān),還受陽離子種類的影響,在其它條件相同時(shí),季鏻鹽改性蒙脫土的層間距大于季銨鹽.此種活性有機(jī)蒙脫土用于納米復(fù)合材料的制備將從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面為蒙脫土片層的打開提供必要及充分的條件.將MMA分別與上述兩種活性有機(jī)蒙脫土進(jìn)行原位本體聚合,制備了PMMA/ANMM

4、T和PMMA/APMMT納米復(fù)合材料.為進(jìn)一步提高蒙脫土片層的剝離程度,增大聚合物基體與蒙脫土片層的界面作用,采用共聚插層復(fù)合,將耐熱改性單體CHMI引入插層復(fù)合體系,制備了MMA-CHMI共聚物/ANMMT和MMA-CHMI共聚物/APMMT復(fù)合材料.CHMI的引入使蒙脫土片層有了更大程度的分散.本文還探討了無機(jī)蒙脫土存在下AIBA引發(fā)MMA-CHMI-St的三元共聚反應(yīng),考察了MMT用量、AIBA濃度、反應(yīng)溫度對聚合反應(yīng)速率、共聚物