NPMI-St共聚物的合成及PA6與耐熱共聚物的相容性研究.pdf

1、馬來(lái)酰亞胺類(lèi)共聚物是當(dāng)前較理想的耐熱改性劑，可在幾乎不影響材料其他性能的同時(shí)明顯提高材料的耐熱性。本文以N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)為耐熱主單體，苯乙烯(St)為共聚單體改善加工流動(dòng)性，以過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，環(huán)己酮為溶劑，用半連續(xù)溶液聚合法合成了NPMI-co-St無(wú)規(guī)共聚物。通過(guò)調(diào)節(jié)單體投料比，制得含有NPMI質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％～55％之間的二元共聚物。用元素分析法測(cè)定共聚物中各組分的含量，得出NPMI的單體投料質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其在共聚物

2、中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)NPMI在共聚物中的含量高于其單體投料含量，說(shuō)明在共聚反應(yīng)中，NPMI的共聚活性高于St。用FTIR、13C NMR對(duì)共聚物的化學(xué)組成、鏈序列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，表明該共聚物分子鏈具有較大程度的無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)，這將大大提高其與被改性樹(shù)脂的相容性。用DSC測(cè)試該耐熱共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，得出共聚物組成中NPMI的含量與耐熱性的關(guān)系。隨著NPMI在共聚物中含量的增加，共聚物的Tg提高。當(dāng)NPMI的投料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％

3、時(shí)，能在共聚物中占有高達(dá)40％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含量，使得共聚物的Tg提高到191℃。之后進(jìn)一步增加NPMI的投料質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到NPMI含量更高的共聚物，但是共聚物的Tg的提高幅度并不大。共聚物均表現(xiàn)出只有一個(gè)Tg，說(shuō)明用半連續(xù)法合成出的共聚物化學(xué)組成均一。對(duì)共聚物進(jìn)行TGA測(cè)試，表明隨著NPMI含量的增加，共聚物的熱穩(wěn)定性也提高，這些共聚物的初始熱分解溫度均大于316℃，能滿(mǎn)足一般塑料加工時(shí)的溫度要求。
　　除了合成了具有無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)的耐熱

4、性能優(yōu)良的NPMI-co-St共聚物以外，還進(jìn)行了N-苯基馬來(lái)酰亞胺-苯乙烯-馬來(lái)酸酐耐熱共聚物用于共混方面的一些研究。
　　用熔融共混的方法制備了三種不同化學(xué)組成的共混體系：苯乙烯-丙烯腈無(wú)規(guī)共聚物(SAN)/聚己內(nèi)酰胺(PA6)、N-苯基馬來(lái)酰亞胺-苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物(NSMA)/PA6、(NSMA/SAN)/PA6。SAN為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的基體樹(shù)脂，故SAN/PA6共混物可作為ABS/PA6共混物的簡(jiǎn)化

5、，代表原本ABS與PA6的相容情況。研究NSMA/PA6共混體系，是為了考察NSMA單獨(dú)與PA6的作用；而研究(NSMA/SAN)/PA6是為了考察NSMA在ABS與PA6的合金體系中的作用。NSMA共聚物分子鏈上既有耐熱單元NPMI，又有能與PA6末端胺基起反應(yīng)的馬來(lái)酸酐(MAH)基團(tuán)，因此它不但可作為一種耐熱改性劑，還可以在共混體系中起到反應(yīng)增容作用。
　　對(duì)這三種不同化學(xué)組成的共混體系進(jìn)行了FTIR表征，觀察在不同共混體系中

6、組分之間是否發(fā)生“原位反應(yīng)”形成化學(xué)鍵，結(jié)果表明在NSMA/PA6、和(NSMA/SAN)/PA6中，由于存在可發(fā)生反應(yīng)增容的分子NSMA，共混體系中形成了NSMA-PA6接枝共聚物；而在不含增容劑的SAN/PA6體系中，沒(méi)有原位化學(xué)反應(yīng)形成的接枝共聚物存在。對(duì)共混物進(jìn)行SEM形貌表征，發(fā)現(xiàn)有反應(yīng)增容的共混體系NSMA/PA6、和(NSMA/SAN)/PA6的相形態(tài)明顯比SAN/PA6體系精細(xì)，且(NSMA/SAN)/PA6體系的相形態(tài)