论文部分内容阅读
聚苯硫醚(PPS)是聚芳硫醚中发展最成熟、应用最广泛的树脂品种,以其优异的阻燃性以及优良的电性能等而得到广泛的应用。间苯撑硫醚-对苯撑硫醚共聚物(m-p-PPS)作为聚苯硫醚的主链结构改性材料,由于分子链结构中引入了间苯结构单元,分子链的柔性增强,从而弥补了聚苯硫醚韧性差、脆性大、难溶等缺点。本论文采用常压硫化钠法,研究了间苯撑硫醚-对苯撑硫醚共聚物(m-p-PPS)的合成方法。以间苯结构含量为30%的m-p-PPS-30为基准,从溶剂的选择、原料配比以及反应时间和温度等工艺条件对合成工艺进行详细探讨,获得了合成m-p-PPS的最佳条件。并由最佳条件制备得到了间苯结构含量为10%~50%的一系列聚合物。通过红外光谱(IR)和X射线粉末衍射法(XRD)分别表征其链结构和聚集态结构,用凝胶渗透色谱(GPC)研究其分子量,结果表明:共聚物为线型结构、部分结晶,随着间苯结构含量的增加,共聚物的结晶能力减弱,分子量降低。采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)等方法研究了系列m-p-PPS共聚物的热稳定性。结果表明:随着间苯结构含量的增加,玻璃化温度、熔点和热稳定性降低。采用TGA热分析方法重点研究了间苯结构含量为10%时共聚物(m-p-PPS-10)的热分解动力学。分别用微分法和积分法计算获得其热分解活化能,确定其热降解动力学模型为D_n型。采用DSC热分析方法研究了m-p-PPS-10共聚物的等温熔融结晶行为和非等温熔融结晶行为,其熔融等温结晶动力学用Avrami方程能够较好的描述,获得了Avrami指数n、结晶速率常数K、结晶半时间等动力学参数;其熔融非等温结晶动力学用Jeziorny方程和Ozawa方程能够较好的描述,用Avrami-Ozawa联合方程得到了具有物理意义的动力学参数F(T),并用Arrhenius方程和Kissinger方法分别计算出等温结晶活化能和非等温结晶活化能为192.59kJ/mol和196.35kJ/mol。最后研究了m-p-PPS的溶解性能。根据Small方法估算出系列m-p-PPS的溶度参数,探索了常温下系列m-p-PPS在几种单一溶剂和混合溶剂中的溶解性。结果表明:随间苯结构含量的增加,溶度参数降低,溶解性能增强。在聚苯硫醚结构中引入间苯结构单元后,聚合物的热稳定性、玻璃化温度、熔点、分子量、结晶能力等均随间苯结构单元含量的增加而降低,但其溶解性能随间苯结构含量的增加而增强,在室温或略高于室温可以溶于一些普通的有机试剂,如四氢呋喃、氯仿、甲苯等,有望在薄膜和纤维方面得到应用,而且熔点降低也有利于加工。