PMMA塑料光纖芯材耐熱性的改性研究.pdf

1、論文在保證聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)高透明性的前提下主要采用兩種方法對作為聚合物光纖芯材PMMA進行改性，以提高其耐熱性。一種方法是共聚法：(1)利用副價交聯(lián)將甲基丙烯酸甲酯單體(MMA)與甲基丙烯酸單體(MAA)共聚，當(dāng)MMA與具有活潑氫原子的甲基丙烯酸單體共聚時，活潑氫原子便與MMA羰基上的氧原子形成氫鍵，增強高分子鏈間的作用力；(2)在PMMA主鏈上引入含有大體積基團剛性側(cè)鏈的甲基丙烯酸異冰片酯(IBOMA)，可抑制主鏈的旋轉(zhuǎn)，

2、降低鏈段活動性，從而提高PMMA的耐熱性。另一種方法是將無機納米粒子蒙脫土復(fù)合于甲基丙烯酸甲酯中通過原位聚合制備PMMA/OMMT納米復(fù)合材料。用烷基銨鹽對鈉基蒙脫土進行有機化處理，使其成為有機蒙脫土，在蒙脫土層狀結(jié)構(gòu)間引入聚合物單體并在其間實現(xiàn)原位聚合，形成有機/無機納米復(fù)合材料。兩種方法都可制備出高透明性耐熱性PMMA,并采用分光光度計、沖擊試驗機、動態(tài)力學(xué)熱分析儀、FTIR分析儀、X-衍射儀、原子力顯微鏡等表征手段對其透光性、沖擊

3、性能、玻璃化溫度、化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)分布等性能進行了測試。 在最佳工藝條件下(MMA：MAA的投料比為50：10，引發(fā)劑用量為0.06wt﹪，預(yù)聚合溫度為75℃，低溫聚合溫度為50℃，后聚合溫度為100℃)，MMA和MAA共聚得到的耐熱性較好的共聚材料，通過測試共聚試樣的維卡軟化點得知，MMA與MAA確實進行了副價交聯(lián)得到高耐熱性的改性PMMA材料；共聚改性后，材料的力學(xué)性能稍有下降；GPC測試表明通過適量的分子量調(diào)節(jié)劑可以對PMM

4、A的分子量進行有效調(diào)控；紫外/可見分光光度計測試結(jié)果表明，共聚材料的透光率與PMMA相當(dāng)，仍達90﹪以上。P(MMA-IBOMA)共聚體系中，材料綜合性能不及純PMMA。 采用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)對蒙脫土進行二次插層，得到較大層間距的有機蒙脫土。然后將有機蒙脫土復(fù)合于MMA中，通過原位聚合得到耐熱性能較純PMMA有較大提高的有機/無機納米復(fù)合材料，當(dāng)有機蒙脫土添加量為0.2wt

5、﹪時，有機/無機納米復(fù)合材料的耐熱性能最佳。XRD、AFM測試結(jié)果表明，蒙脫土的重復(fù)片層結(jié)構(gòu)已被完全剝離，剝離后的片層均勻地分散在PMMA基體之中。DMTA測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機/無機納米復(fù)合材料的Tg都比純PMMA的Tg高，這主要是因為原位聚合后，聚合物與粘土間具有強烈的相互作用。紫外/可見分光光度計測試表明，納米復(fù)合材料的透光率與PMMA相當(dāng)，仍達90﹪以上。 通過MMA與MAA共聚和有機/無機納米復(fù)合兩種方法都可制備出高透光率