丙烯酸酯類抗沖改性劑的合成與應(yīng)用性能.pdf

1、添加有機抗沖改性劑是提高硬質(zhì)聚氯乙烯(PVC)抗沖強度的主要途徑，而具有核-殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯類抗沖改性劑(AIM)是綜合性能最優(yōu)的PVC抗沖改性劑，它不僅具有顯著的增韌和促進PVC樹脂塑化的效果，而且改性PVC的耐候性好。但在理論上，有關(guān)AIM結(jié)構(gòu)與其對PVC增韌效果的關(guān)系尚有爭論。本文通過核-殼乳液聚合制備了以交聯(lián)丙烯酸丁酯(PBA)為核，分別以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為單殼層、PMMA/聚氯乙烯(PVC)為雙殼層及PVC為單殼層

2、的AIM，研究了核結(jié)構(gòu)、殼層組成、核/殼比等對AIM在PVC中分散和對PVC增韌效果的影響，并研究了AIM對PVC加工塑化性能的影響，為制備高性能的AIM提供基礎(chǔ)。
　　 采用間歇和半連續(xù)乳液聚合制備交聯(lián)PBA膠乳，研究了聚合方式、乳化劑濃度和引發(fā)劑等對PBA粒徑的影響，發(fā)現(xiàn)BA間歇乳液聚合時，改變十二烷基苯磺酸鈉乳化劑的用量可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)PBA乳膠粒子的粒徑，但調(diào)節(jié)范圍有限，且乳化劑含量過少會導致聚合體系不穩(wěn)定；通過種子乳

3、液聚合法可以有效調(diào)節(jié)PBA乳膠粒子的粒徑，得到粒徑在90～250nm的PBA乳膠粒子。以PBA乳膠粒子為種子，通過種子乳液聚合制備核-殼結(jié)構(gòu)PBA/PMMA乳膠粒子，研究了種子/殼層單體配比和乳化劑濃度對殼層厚度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著BA/MMA比例增大，殼層厚度減小；隨著乳化劑用量的減少，實際殼層厚度與理論厚度的差距縮??；通過透射電鏡觀察染色的PBA/PMMA乳膠粒子，發(fā)現(xiàn)它們具有清晰的核殼結(jié)構(gòu)，但實際殼層厚度小于理論厚度，認為種子乳液聚合

4、過程中，部分MMA滲入到PBA種子內(nèi)部聚合，形成PBA/PMMA復合層。
　　 將制備的PBA/PMMA抗沖改性劑與PVC樹脂熔融共混，通過透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)AIM粒子在PVC基體中分布均勻。測定了室溫下AIM含量對改性PVC懸臂梁缺口抗沖強度的影響，發(fā)現(xiàn)核層PBA粒徑對改性PVC樣條的缺口沖擊強度有較大影響，PBA粒徑為220nm左右的AIM對PVC的增韌效果較好；在保證殼層完整的前提下，提高AIM的核/殼質(zhì)量比對提高其增韌效果

5、有利，當核/殼質(zhì)量比在75/25～80/20時，AIM改性PVC既有良好的抗沖強度，又具有較好的加工性能；加入接枝劑可有效提高AIM的性能。掃描電鏡顯示，適量AIM增韌的PVC的斷面呈明顯的韌性斷裂特征。此外，加入AIM還可顯著改善PVC樹脂的加工塑化性能，使PVC塑化時間明顯變短，最小扭矩及最大扭矩增大。
　　 以PBA或PBA/PMMA復合膠乳粒子為種子，通過氯乙烯乳液聚合制備了以部分或全部PVC為殼層的改性AIM，通過透射

6、電鏡觀察發(fā)現(xiàn)PBA/PMMA/PVC乳膠粒子具有清晰的三層核-殼結(jié)構(gòu)，最外層結(jié)構(gòu)疏松；PBA/PVC乳膠粒子具有兩層核殼結(jié)構(gòu)，殼層結(jié)構(gòu)疏松。當AIM的殼層為PVC而不合PMMA時，交聯(lián)PBA相的玻璃化溫度(Tg)顯著升高，這是因為聚合過程中部分VC與交聯(lián)PBA形成具有接枝結(jié)構(gòu)的過渡層，使得橡膠相與外層PVC兩相間相容性增強，橡膠相低溫區(qū)玻璃化溫度向高溫方向移動。
　　 將PBA/PMMA/PVC及PBA/PVC結(jié)構(gòu)的AIM與PV

7、C共混，發(fā)現(xiàn)PBA橡膠粒子可以均勻分散在PVC基體中；用PVC部分或全部代替殼層PMMA的改性AIM仍具有良好的增韌PVC的作用，尤其是殼層含100％和27%PVC的AIM，增韌效果更優(yōu)。PBA/PVC結(jié)構(gòu)AIM的核殼質(zhì)量比越大，其對PVC的增韌效果越好，達到脆韌轉(zhuǎn)變所需的AIM用量也越少，當PBA/PVC質(zhì)量比為73/27時，體系中含8phr的PBA就可使PVC實現(xiàn)脆韌轉(zhuǎn)變，缺口沖擊強度提高約37倍。掃描電鏡顯示，PBA/PVC型AI