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工程塑料的改性过程中,由于不同的聚合物之间、聚合物与玻纤或无机功能填料之间存在极性和界面差别,所得聚合物合金或复合材料很难达到高的性能指标,因此工程塑料共混、复合化改性的关键是解决体系各组分的相容问题。适当地使用增容剂可以一定程度地解决该问题,但目前常用增容剂在250°C以下加工温度下使用效果很好,超过该温度则分解严重甚至炭化,因此耐高温增容剂是满足工程塑料高性能化和功能化改性的需要。聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于Si-O主链及侧链的甲基的存在具有高弹性、高疏水性、低表面张力和极好的热稳定性而被广泛应用在航空航天、建筑、电子电器、汽车工业等领域。但其低表面能及与其他聚合物较低的相容性限制了它的应用范围。聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物能明显改善PDMS这一缺点,同时能维持其良好的耐热性和耐候性。因此近年来通过乳液聚合方法制备聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物是一研究热点。本文通过乳液聚合的方法合成了两种聚硅氧烷-丙烯酸酯共聚物,包括聚二甲基硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(PDMS-g-PMMA)和聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(PDMS-St-MMA),并分别对其热稳定性进行了研究,分析其结构对热稳定性的影响。同时将这两种共聚物用于PC/ABS体系,观察这两种共聚物对于PC/ABS体系有无增容、阻燃作用等。1.通过D4和vD4的开环反应,制备侧链含有乙烯基的聚硅氧烷乳液,并与甲基丙烯酸甲酯反应以制备聚二甲基硅氧烷-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。通过考察和优化合成过程中各个影响因素,确定了制备耐热性能较好的PDMS-g-PMMA适宜条件为,聚硅氧烷的分子量约为50000,聚硅氧烷和甲基丙烯酸甲酯单体的质量比为5:5,开环反应时间与接枝反应时间均为4h。通过TGA测试发现该条件下制备的PDMS-g-PMMA在氮气气氛下5%的热失重温度可达到357oC,且热失重过程明显分为两个阶段。通过TGA-FTIR和PY-GC-MS测试证明了在PDMS-g-PMMA的热失重过程中阶段I和阶段II分别代表着PMMA链段和PDMS链段的热分解,且在PDMS-g-PMMA热失重过程中主链PDMS链段的分解是在PMMA链段大部分分解完后才开始发生。2.在PDMS-g-PMMA的基础上引入耐热性能更好的苯乙烯,通过同样的乳液聚合方法制备了聚二甲基硅氧烷-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。通过TGA分析,发现PDMS-St-MMA在氮气气氛下的5%热失重温度高达373oC,且热失重过程也明显分为两个阶段。TGA-FTIR测试证明了在PDMS-St-MMA的热失重过程中阶段I和阶段II的热失重过程分别代表着St-MMA结构链段和PDMS链段的热分解,且在PDMS-St-MMA热失重过程中主链PDMS链段的分解是在St-MMA结构链段大部分分解完后才开始发生。3.将PDMS-g-PMMA和PDMS-St-MMA两种共聚物用于PC/ABS(90/10,质量比,下同)体系。通过TGA测试发现添加了PDMS-g-PMMA和PDMS-St-MMA后,PC/ABS合金的耐热性能得到了提高。通过力学性能测试发现,加入PDMS-St-MMA后PC/ABS合金的缺口冲击强度有明显的提升,而添加PDMS-g-PMMA-反而使得PC/ABS合金的缺口冲击强度大幅度下降。通过表面形态的观察发现,添加PDMS-St-MMA作为增容剂后,PC/ABS合金的低温脆断横截面比较平滑,ABS分散相的分散尺寸减小,而且分布均匀,相界面比较模糊不清;而PDMS-g-PMMA加入后PC/ABS合金的低温脆断面依然不平滑。4.将PDMS-St-MMA作为增容剂,应用在PC/ABS/PPSi(三(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲氧基)苯基硅烷)阻燃体系,结果表明,PDMS-St-MMA在提高PC/ABS合金的相容性的同时并不会影响原体系的阻燃性能;而市场上常用的增容剂MBS添加后会降低合金的阻燃性能。通过热稳定性分析发现,PDMS-St-MMA在增容的同时,也能有效提升阻燃剂PPSi和PC/ABS的分解温度,能有效降低ABS和PPSi的热分解速率,使得PC/ABS合金第一阶段分解完后的残炭量较高。通过对残炭形貌及元素分析发现,添加了PDMS-St-MMA的试样残炭表面孔洞明显消失,形成了一层致密的保护层,同时残炭表面硅元素明显增多,说明PDMS-St-MMA加入后,在燃烧时硅元素更多地向表面迁移,从而能够在表面形成致密稳定的含硅焦化炭保护层,加强了隔热、隔氧,阻止了聚合物热降解挥发物的逸出和防止熔滴出现等。