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AN/MAA/AM共聚物的表征及改性研究

张翠  
【摘要】:本论文以作者所在课题组近年来研制的一种高性能结构泡沫塑料,即丙烯腈(AN)/甲基丙烯酸(MAA)/丙烯酰胺(AM)三元共聚物泡沫塑料的树脂基体为研究对象。该泡沫塑料通过二步法制备,即先在低温下合成均匀的可发泡AN/MAA/AM三元共聚物,然后再高温发泡,实现分子链的环化和分子间的交联的同时达到泡沫的固定成型。由于制备过程中化学反应的复杂性,使得前期工作中对许多基本问题没有得到很好地认识,制约了该泡沫塑料的进一步发展。为此,本文以该泡沫塑料的基体树脂为突破点,深入研究了AN/MAA/AM三元共聚物分子链结构及其宏观性能,并尝试将阻燃剂和交联剂加入共聚物体系,为该泡沫塑料实现无卤阻燃以及进一步发展提供理论和实验基础。 本论文从几种均聚物、二元共聚物体系入手,由浅入深,对三元共聚物进行了分子链结构的分析表征。通过采用差示扫描量热(DSC)、红外光谱分析(FTIR)、热失重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)等方法对多个体系的反应过程及反应发生前后官能团的变化进行了追踪及对比分析,明确了AN/MAA/AM三元共聚物热处理过程中发生的化学反应、反应发生条件及生成物的分子链结构,为解释发泡过程中树脂基体所存在的化学反应提供了试验依据。 本论文通过对热处理前后的AN/MAA/AM三元共聚物树脂的拉伸、压缩、弯曲、冲击、硬度等力学性能,热变形温度等热性能以及吸水率、密度等物理性能的测试,得到了比较完整的AN/MAA/AM三元共聚物树脂的性能数据,说明了该泡沫塑料树脂基体具有高的力学性能和耐热性能。 通过分别引入第四交联单体双马来酰亚胺(BMI)和三烯丙基异氰尿酸酯(TAlC),发现相对于AN/MAA/AM三元共聚物,AN/MAA/AM/BMI和AN/MAA/AM/TAIC四元共聚物的性能略有增加,而AN/MAA/AM/BMI泡沫塑料的性能却有比较明显的提高。 本论文针对该泡沫塑料难以阻燃的问题,通过在可发泡共聚物中分别引入固体阻燃剂-聚磷酸(?)胺(APP)和液体阻燃剂-甲基磷酸二甲酯(DMMP),改善了共聚物及其泡沫塑料的阻燃性能。


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