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聚甲醛改性用烯酸酯聚合物的制备及改性聚甲醛的耐老化性能

赵红军  
【摘要】:聚甲醛是一种通用工程塑料,具有优良的机械性能、电性能、耐磨损性、耐化学性、耐疲劳性,自润滑性良好,应用前景广阔,但由于聚甲醛分子结构特点,导致抗老化性较差,限制了在诸多方面的应用,改善聚甲醛耐老化性具有十分重要的现实意义。 本文首先采用乳液聚合方法制备了一种用于聚甲醛改性的丙烯酸酯聚合物。从合成工艺和工程实际应用角度探讨了搅拌转速、反应温度、反应时间等聚合工艺条件;通过配方设计,探讨了由不同单体组分和用量所制各的聚合物对聚甲醛改性效果,确定了最终聚合物配方;采用凝胶渗透色谱仪和透射电子显微镜等,测试和研究了所制备聚合物的结构。结果表明:搅拌器转速控制在390rpm左右、反应温度在75~90℃范围内、反应120分钟能保证聚合反应的顺利完成;所制备聚合物的数均分子量为2.0147x10~4g/mol,分子量分布指数为12.5;聚合物乳胶粒尺寸分布在100到数百纳米范围内,粒子形貌规整,尺度较均匀。 其次,将所制备的丙烯酸酯聚合物用于聚甲醛改性。通过扫描电子显微镜观察,研究了聚合物与聚甲醛之间的相容性:将改性聚甲醛和未改性聚甲醛同时进行紫外光老化、热氧老化和热水老化试验,通过老化前后试样的拉伸性能、冲击性能、色度和表面形貌等观察和测定,研究了丙烯酸酯聚合物等改性剂对聚甲醛的改性效果。结果表明:聚合物可以与聚甲醛很好互容,无聚集情况发 四川大学硕士学位论文 生:丙烯酸酷聚合物与其它改性剂共用改善聚甲醛耐老化性,改性效果良好, 改性聚甲醛经紫外光老化1000小时后最大应力、冲击强度和断裂伸长率保持率 分别为99.5%、56.1%、100.7%;经热氧老化后最大应力、冲击强度和断裂伸长 率保持率分别为105.0%、92.8%、100.0%;经热水老化后最大应力、冲击强度 和断裂伸长率保持率分别为103.6%、82.5%、101.8%,各项力学性能保持率较 未改性试样明显提高。改性聚甲醛经紫外光、热氧和热水老化后色差分别为5.9、 6.1和4.8,而未改性聚甲醛经紫外光、热氧和热水老化后色差高达34.5、7.6和 20.2。 最后,将改性聚甲醛体系改性在规模100叫a的生产线上进行中试,并将中 试试样进行人工加速老化试验。结果表明:中试加工过程中,无物料与助剂分 离现象,物料塑化均匀,料条光滑,注塑无模垢、粘模、飞边等现象,过程稳 定,机器运转正常,试样制备顺利。改性试样经人工加速老化后表现出良好的 耐老化性能,经1000小时老化后试样最大应力、冲击强度和断裂伸长率分别可 达55.3lMPa、6.25kJ/m2、74.00%,其相应性能保持率分别为101.50%、78.13%、 65.00%,均较未改性聚甲醛有较大幅度提高。 关键词:乳液聚合丙烯酸酷聚合物聚甲醛耐老化性能


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