耐高温聚硅氧烷增容剂的制备及其在PC/ABS合金中的应用

被引量 : 0次 | 上传用户:Depthcharge2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
低轨空间目标监测是进行空间态势感知、碰撞预警的重要基础,是利用空间资源、实现在轨空间安全的基本保证。构建低轨空间监测系统,实现低轨道目标的编目和跟踪任务具有重要意义
旅游博客是旅游者以自身的旅游经历为基础,通过文字、图片等形式在网上传播旅游信息的日志,是一种比较委婉的旅游推销手段。该语篇为图片和文字共同构成的多模态语篇。鉴于之前
上世纪九十年代以来,我国公路建设进入跨越式的发展阶段,公路建设的快速发展,在促进经济发展、加强地区联系、提高人民生活水平上发挥了重要的作用。然而,随着建设里程的不断增加
盾构隧道的优势使得它在城市地铁建设中得到广泛应用,并随着城市地下空间的进一步开发而将地下轨道交通建设推向高潮。然而,地铁盾构隧道的广泛运用也使得地铁盾构隧道的修复加
直升机飞行控制系统是直升机的重要组成部分,对于直升机的飞行性能和安全性能起着非常重要的作用。直升机在飞行中会受到故障、扰动等不确定因素的影响,这些因素将直接影响直升
汽车曲轴用锻模通常在高温和高磨损情况下工作,常采用热作模具钢作为模块锻件。大型模块锻件一般采用铸造钢锭直接锻造而成,由于钢锭内部不可避免的存在着粗晶、内部疏松和孔穴
直升机性能卓越,用途各异,在民用航空领域越来越多地得到应用。然而直升机作业任务要求复杂多变,往往需要对直升机进行加改装来满足作业任务要求。从直升机安全性和飞行性能方面
本实验研究加参灵芝孢子粉改善睡眠和调节免疫的作用,为产品的开发提供药理学依据。雄性ICR小鼠84只,随机分为对照组,加参灵芝孢子粉水提物500、1000mg/kg组,加参灵芝孢子粉醇提
随着新课程标准地不断贯彻实施,以人为本的教学理念也越来越受到重视。初中音乐欣赏课作为培养学生综合文化素质的重要课程,教师应尊重和发挥学生的主体性,采取有效的教学策略,引
“慕课”,两字虽然简单,但一言难以概括,这其中所包含“课”必将是海量。“课”储存于巨大的数据库之后,并打破了课堂的局限,只要在网络中,就能接收来自于各个途径的知识。21