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N-环己基马来酰亚胺耐热改性PMMA的研究

孙东海  
【摘要】: 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的有机透明材料,它具有优异的光学性能、化学稳定性、加工性能、耐候性和电绝缘性,但其耐热性不高,限制了它的广泛应用。以N-环己基马来酰亚胺(ChMI)和MMA共聚以提高其耐热性是开发耐热PMMA的最佳方案之一。国外在这方面的研究起步较早,工艺也较成熟,而国内在这方面的研究尚属空白。 本文首先用悬浮聚合和乳液聚合法合成了ChMI/MMA共聚物,系统研究了共聚物的热性能、力学性能和加工流变性能。结果表明,ChMI可有效提高PMMA的玻璃化温度T_g和热分解温度,改善PMMA的耐热性能,且共聚物的熔体粘度明显降低,加工性能得到改善。ChMI含量低时力学性能略有损失,但其综合性能优于PMMA。此外,不同聚和方法所得共聚物的结构不同,因而性能也不同。 其次,利用苯乙烯单体St与ChMI双键极性的差别,将St引入到ChMI/MMA体系以提高ChMI活性,合成了ChMI/MMA/St共聚物,并对其进行了表征。结果表明,采用悬浮法合成的共聚物与采用滴加料的乳液法得到的共聚物结构明显不同,TBA,TGA检测及维卡软化点的测量结果均出现不同,甚至相反的变化规律。如采用悬浮聚合时,TBA曲线出现两个玻璃化转变,表明因分子链结构不均匀导致相分离,而滴加料的乳液聚和方法所的产物只有一个玻璃化转变。通过对两种聚合物性能的比较,确定了合适的聚合工艺。 第三,本文合成并研究了ChMI/MMA/AN共聚物,发现采用悬浮聚合法可得到结构均匀的ChMI/MMA/AN共聚物,AN时共聚物的T_g和T_(Vicat)略有下降,但使树脂的热分解温度、力学性能和加工流变性能得到改善。 最后,本文以所得的共聚物为耐热改性剂与PVC共混,以期提高PVC的耐热性能。结果表明三种共聚物均可使PVC的玻璃化温度和维卡软化点及拉伸强度提高,但使PVC的熔体粘度提高,加工性能变差。SEM观察结果表明,ChMI/MMA共聚物与PVC有较好的相容性,加入St后,ChMI/MMA/St共聚物与PVC的相容性变差。


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