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乳聚互穿网络型丁苯热塑性弹性体的制备

石淑先  
【摘要】:聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPE)主要采用阴离子方法合成,聚合条件苛刻,成本较高,期望采用乳聚法制备出力学性能较优兼顾成本低廉的热塑性弹性体(LIPN—TPE),这将拓宽聚苯乙烯类TPE的应用面。乳聚丁苯体系的LIPN—TPE的研究迄今未见文献报导,本文分别以天然胶乳(NR)和丁苯胶乳(SBR)为种子乳液,采用乳液聚合法,对聚合配方、工艺条件进行优化,对所得胶乳粒子形态进行研究,详细考察了聚合物的热可逆加工行为、力学性能和成型后的聚合物微观相态,制备了丁苯/苯乙烯型LIPN-TPE、聚异戊二烯/苯乙烯型LIPN-TPE,具体工作如下: 一、以天然胶乳为种子乳液,合成了镶嵌型乳胶粒子。考察了乳化体系、引发体系、溶胀时间对聚合反应的影响,确定了适宜的聚合反应条件。以St、MMA、St+MMA、St+MMA+AN、St+AN、St+IBA+AN为硬单体制备的乳胶粒子,透射电镜照片显示:单一用极性或非极性单体,只能形成明显的“核壳”结构;采用不同极性的单体复合,则可得到具有梯度分布的镶嵌硬聚合物型乳胶粒子结构。研究了溶胀时间、交联剂用量及硬单体配伍对聚合物材料力学性能的影响,结果表明硬单体配伍对材料性能影响最大,其中St+IBA+AN为硬单体组分且质量分数为20%,材料的力学性能较好,拉伸强度8.7MPa,撕裂强度32.6 N/M,伸长率达300~600%。交联剂用量对应硬单体摩尔分数为1.0%时,聚合物力学性能最佳,聚合物可热塑加工。 二、以丁苯胶乳为种子乳液制备出复合乳液,确定了适宜聚合条件。研究了材料性能的影响因素,发现聚合方法、交联剂的种类和用量、互穿单体的种类和用量对聚合物材料力学性能有很大影响。用两步乳聚法,软聚合物交联剂用量0.5%,硬单体交联剂用量1.0%,以St+MMA+AN为硬单体组分且用量为30%,所得材料邵氏A硬度74,拉伸强度达11.4Mpa,300%定伸强度10.6Mpa,撕裂强度49.0KN/M,伸长率360%,材料经4次塑化加工,硬度和伸长率几乎不变,永久变形32%,聚合物微观相态没有变化。


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