三元乙丙橡膠及超細(xì)碳酸鈣增韌聚苯乙烯.pdf

1、浙江火學(xué)碩學(xué)位論文摘要廠、＼坤1927年Ostromislensky申請第一個(gè)增韌聚苯乙烯的技術(shù)專利到1952年Dow化學(xué)公司成功地開發(fā)了連續(xù)生產(chǎn)高抗沖聚苯乙烯新工藝，改性聚苯乙烯獲得綜合性能優(yōu)良的聚苯乙烯合金材料就一直是人們關(guān)注的一個(gè)重要課題：y本文采用三元乙丙橡膠(EPDM)為增韌劑、苯乙烯一丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)為增容劑共混改性聚苯乙烯(PS)，討論了復(fù)合體系的力學(xué)性能和相形態(tài)。當(dāng)共混物組成達(dá)到PS／EPDM，sBS=

2、100／20／lO(質(zhì)量百分比)時(shí)，聚苯乙烯合金材料的簡支梁沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值263KJ／m2，相比純聚苯乙烯的127KJ／m2提高20多倍。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電鏡(n!M)進(jìn)行相形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，共混體系力學(xué)性能的提高主要是由于相結(jié)構(gòu)由無規(guī)則EPDM分散相到球狀分散相最后到互鎖結(jié)構(gòu)變化引起。通過丁酮抽提和傅立葉紅外分析(FTIR)發(fā)現(xiàn)，Ps和EPDM在熔融共混過程中發(fā)生了接枝反應(yīng)，且SBS的加入提高了共混體系的相容性，動(dòng)態(tài)

3、流變分析發(fā)現(xiàn)，PS厄PDM／SBS體系存在強(qiáng)的相互作用，且隨EPDM含量的增加，體系相互作用力增加，同時(shí)共混體系模量增加，內(nèi)耗下降。通過熔融共混法制備了聚苯乙烯(PS)和不同粒徑的碳酸鈣(CaCO，)的復(fù)合體系，利用示差掃描量熱(DSC)、熱機(jī)械分析(TMA)、掃描電鏡(SEM)、透射電一鏡(TEM)等研究了體系的結(jié)構(gòu)與性能苫、蝦同粒徑的CaCO，對Ps都有一定的增韌q效果，缺口沖擊強(qiáng)度比純Ps都提高了60％80％，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(F，

4、)也有所提高，其中PS／nanoCaCO，(100／2va)復(fù)合體系的缺口沖擊強(qiáng)度最好，L最高。根據(jù)復(fù)合體系的比容及微觀形態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)nario—CaCO、的加入使體系的自由空間減小，而且PS／nanoCaCO，(100／2wt)體系中narloCaCO，分散性最好，體系最致密，而PS／nanoCaCO，(100／5wt)體系出現(xiàn)Dano—CaCO，的團(tuán)聚，分散性差。因此，復(fù)合體、。系中自由空間的減少導(dǎo)致的高分子鏈段活動(dòng)能力的下降是瓦升

5、高的主要因素。廠關(guān)鍵詞：聚苯乙烯、三元乙丙橡膠、碳酸鈣、納米復(fù)合材料、增韌、相形態(tài)、自由空『刨浙江人學(xué)碩十學(xué)位論文第一章文獻(xiàn)綜述聚苯乙烯(Polystyrene，簡稱PS)是20世紀(jì)三十年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的樹脂品種，由于其具有良好的性能，已成為世界上應(yīng)用最廣的熱塑性樹脂，是通用塑料的五大品種之一。聚苯乙烯具有透明、成型性好、剛性好、電絕緣性能好、易染色、低吸濕性和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在包裝、電子、建筑、汽車、家電、儀表、同用品和玩具等行業(yè)已

6、經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但Ps較脆，耐應(yīng)力開裂及耐溶劑性能較差，熱變形溫度相對較低(70—98℃)，沖擊強(qiáng)度也不高，不能像許多工程塑料那樣在高載荷和高溫條件下應(yīng)用。許多研究者對Ps的改性進(jìn)行了大量的研究，其重點(diǎn)主要有：a針對原有某些較好的性能進(jìn)一步提高：b針對原有某些較差的性能的改進(jìn)提高：c賦予其原來所不具有的某種特殊性能。為了達(dá)到這些改性目的，采用了很多工藝技術(shù)，如，共聚(接枝、嵌段共聚)、共混、填充、交聯(lián)、復(fù)合等方法來生產(chǎn)新的改性Ps樹

7、脂l。近年來，人們發(fā)現(xiàn)納米無機(jī)材料對提高聚合物韌性、模量、強(qiáng)度、涮磨性，改善材料光潔度和提高其耐老化及防水性等有顯著效果，納米填充改性聚合物成為研究的主要課題。少量納米粒子與聚苯乙烯復(fù)合，有望提高聚苯乙烯的耐熱性、韌性、強(qiáng)度，從而開發(fā)出綜合性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的聚苯乙烯樹脂系列產(chǎn)品2。11彈性體共混改性聚苯乙烯111HIPS與ABS利用橡膠對聚苯乙烯樹脂進(jìn)行共混改性早在20世紀(jì)二十年代有人按照EEMatttea3于1912年提出的利用橡膠

8、對樹脂改性的方法進(jìn)行了嘗試，但由于PS和橡膠粒子之間的不相容性。簡單的共混方法效果有限。后來人們?yōu)榱烁纳破浣缑鏍顩r提高相容性，通過接枝聚合反應(yīng)的方法制備了含有聚苯乙烯的共聚物，即將溶有聚丁二烯(PB)或丁苯膠(SBR)的苯乙烯單體進(jìn)行自由基聚合，在苯乙烯均聚的同時(shí)有PS—PB或PSSBR接枝共聚物生成，該共聚物在共混體系中具有乳化作用，能改善共混體系的界面狀況，從而達(dá)到橡膠對PS樹脂的增韌作用，但此種方法在聚合后期會引起橡膠的交聯(lián)，使產(chǎn)