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有机硅聚合物—聚丙烯酸酯梯度材料机理研究

韦丽莉  
【摘要】: 本论文以制备有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜为目的,对溶液制备法进行了研究。通过测试有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯树脂膜的结构,分析了以γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲硅氧基)硅烷(PMTS)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、及以二者为原料的共聚物P(MMA-co-MTS)为组分时对有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯树脂膜结构的影响。并对所制得的有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜的性能进行了表征,对其成膜机理进行了探讨。 研究以硅烷偶联剂KH570为原料制备了有机硅单体MTS,该单体中的硅含量较原料单体KH-570有大幅度增加且合成产率得到提高,研究了反应温度、加料方法、原料配比等条件对产率的影响,用红外光谱、核磁共振、元素分析和DMA对产物结构进行了表征。用溶液聚合法制备了有机硅聚合物(PMTS)、有机硅-丙烯酸酯共聚物(P(MMA-co-MTS))和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)。用IR,SEM-EDX,水滴接触角测试等方法表征所制备的有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯树脂膜发现:PMTS和PMMA的相容性较差,加入不同组成的共聚物P(MMA-co-MTS)后相容性得到改善,并可以得到一面是丙烯酸酯端,且结构渐变成有机硅聚合物端的梯度膜。其中,P(MMA-co-MTS)既含聚甲基丙烯酸酯链段又含有机硅聚合物链段,在梯度结构中起桥梁作用,把丙烯酸侧和有机硅侧连接起来并实现渐变梯度结构。所得的有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜横断面无宏观界面存在,硅元素由表层至底层浓度逐渐降低。 应用DMA,DSC,UV及水滴接触角等测试手段表征了有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜的性能。结果表明:有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜有一个较宽的玻璃化转变温区,玻璃化转变范围相对组分材料的玻璃化转变范围发生了扩展;有机硅聚合物-聚甲基丙烯酸酯梯度膜具有较好的热学性能;硅含量的提高有利于改善膜层的憎水性能和紫外吸收性能。


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