细乳液聚合制备聚合物包覆蒽醌溶剂蓝染料的纳米色料与本体法合成ABS树脂

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第一部分以a-烯烃磺酸钠(AOS)作为可聚合乳化剂,通过细乳液聚合成功制得聚合物包覆蒽醌类染料的纳米色料。采用透射电子显微镜(TEM)、激光粒度(LLS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、热失重(TGA)等测试手段研究了可聚合乳化剂、助稳定剂、极性单体和交联剂等因素对纳米色料形貌的影响。结果表明,制备的纳米色料具有明显的核壳结构,相应乳液的稳定性较好。纳米色料的粒径随着乳化剂浓度的增加而逐渐减小。聚合单体中加入适量极性单体有助于得到核壳结构清晰的纳米粒子。交联剂的引入能够提高聚合物分子链的交联密度,提高染料在乳胶粒中的耐迁移性能,研究还发现交联剂和反应单体彼此极性的差异会导致粒子表面粗糙,以非极性苯乙烯(St)作为单体,当非极性交联剂(DVB)的浓度为单体浓度的8.0-30.0wt%时,能够得到结构规整的纳米粒子,超过30.0wt%时,纳米粒子表面不再光滑;而对于极性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA), DVB浓度为其浓度的2.0~50.0wt%时,粒子表面均出现凹凸不平。采用三元交联剂能得到形貌更规整,粒径分布更均一,核壳结构更清晰的纳米色料。当染料的用量占单体总量的8.0~12.0wt%,才能得到核壳结构明显的纳米色料。由于染料对引发剂的阻聚作用,适合选用油溶性引发剂,用量为单体用量的1.5~3.0wt%。随着十六烷(Hexadecane, HD)用量的增加,纳米色料的稳定性逐步提升,当AOS和HD的摩尔比为1:4时,乳液的稳定性最好;助稳定剂加入水相能避免被包覆于单体液滴内,进而有助于乳胶粒子稳定。第二部分对本体法制备HIPS和ABS的工艺进行了初步研究,采用本体法制备出HIPS树脂和ABS树脂。结果表明,HIPS的本体聚合预聚合反应温度基本确定为90~115℃。提高搅拌速度有助于提前相转变过程,引发剂用量为单体总量的0.060-0.086wt%时,有利于橡胶的接枝和相转变过程。降低反应温度和延长低温聚合时间能适当增加橡胶的接枝效率和接枝度,进而增加了橡胶量的有效体积,最终降低了ABS中PB相的玻璃化转变温度(Tg),提高了ABS的耐低温性能,增加橡胶的用量同样能达到降低ABSTg的效果。
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