水介質中聚苯醚合金的制備及分子動力學模擬.pdf

1、聚（2，6-二甲基-1，4-苯醚）簡稱PPE或PPO，是一種電性能、機械性能優(yōu)異，并得到廣泛應用的工程塑料。然而，PPE玻璃化轉變溫度高（Tg=210℃），熔融粘度高、高溫下抗氧化能力低，加工性差，另一方面，PPE的Tg雖高，但無法滿足覆銅板高溫焊接的需要，且PPE易溶于芳香族溶劑和各種含氯脂肪烴溶劑中。解決上述問題的方法通常有與其它聚合物共混形成合金和對PPE進行化學改性。此外，工業(yè)制備PPE使用了大量的有機溶劑，對環(huán)境有嚴重污染。因

2、此，在水介質中合成改性PPE及其合金具有非常重要的理論意義和應用價值。
　　本文在水介質中合成側鏈帶有雙鍵的PPE和PPE合金，并從全原子和粗?；瘍煞N級別采用分子模擬的方法研究了不同PPE合金的分子動力學，主要工作和研究結果如下:
　　通過2，6-二甲基苯酚和2-烯丙基-6-甲基苯酚的氧化偶聯共聚合反應制備了聚（2-烯丙基-6-甲基-1，4-亞苯基-co-2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚）（烯丙基化PPE）。共聚反應采用銅(

3、Ⅱ)/乙二胺四乙酸(Cu(Ⅱ)/EDTA)絡合物催化劑，在堿性水溶液、氧氣氛圍中進行，得到了低分子量、分子量分布較窄的烯丙基化PPE。使用FTIR、1H和13CNMR表征了產物的結構，產物可在光引發(fā)劑存在下紫外光固化交聯。水介質中氧化聚合得到的產物中殘留的催化劑銅離子含量比有機溶劑中低很多，從而使得產物的介電常數和耗散因子都很低。
　　水介質中采用一釜法合成了PPE/PS合金，首先在DMP氧化聚合過程中加入苯乙烯單體作為溶脹劑，氧

4、氣是唯一的氧化劑，氧化聚合反應結束后由偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽(AIBI)原位引發(fā)苯乙烯的反向原子轉移自由基(RATRP)反應，所有反應均在堿性水溶液中進行。CuCl2/4-二甲氨基吡啶(DMAP)絡合物是兩種聚合反應共同的催化劑。苯乙烯的加入使得PPE分子量得到提高，最后制備得到了熱力學相容的PPE/PS合金。
　　水介質中采用一釜法合成了熱力學部分相容的PPE/PMMA合金。甲基丙烯酸甲酯(MMA)在氧化聚合反應結束前加入到體系

5、中，MMA可溶脹到PPE粒子中，待DMP氧化聚合反應結束后由AIBI原位引發(fā)MMA的RATRP反應。兩種聚合反應的催化劑都是CuCl2/DMAP絡合物，最后制備得到的PPE/PMMA合金具有復合式核殼結構，比通過其它常規(guī)加工方法得到的同種合金相尺寸更小。
　　對PPE/PS和PPE/PMMA兩種二元共混物體系進行了詳細的全原子分子動力學模擬。通過比較兩種共混物，分析PPE與不同聚合物共混時行為的差異。對于兩個體系都研究其徑向分布函

6、數(RDF)和回轉半徑，用于表征靜態(tài)性質。在PPE/PS體系中發(fā)現了苯環(huán)之間的堆疊效應，PS和PPE在整個模擬的時間跨度范圍內均勻分散。而在PPE/PMMA體系中PMMA分子鏈有團聚的趨勢。采用結構單元和整個分子的均方位移來描述不同體系中聚合物的活動性。
　　建立了PPE的粗?；Ｐ?。通過與全原子模擬及實驗數據進行對比，確認了粗粒化模型的可靠性及高效性。分別使用全原子模型和粗?；Ｐ脱芯苛薖PE的玻璃化轉變溫度，并與實驗值進行比較