原位聚合聚酰胺6/反应性聚合物合金的研究

来源 :中国科学院化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaobailove2009
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本文充分利用己内酰胺的反应活性,将带有特殊反应基团的聚合物加入到己内酰胺体系中,在阴离子开环聚合过程中原位生成相容剂,从而同步实现原位聚合和原位增容,达到提高MC尼龙性能的目的。   首次选用了苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和热塑性聚氨酯弹性体(TPEU)等分别与己内酰胺形成的合金体系作为研究对象。这样三个体系的选择是由于这些聚合物与尼龙6本身是不相容的,但这些聚合物在尼龙6的单体——己内酰胺中却都有很好的溶解性,而且它们都带有潜在的活性基团,如:腈基团、氨酯基团等。   本文作者首先原位聚合制备了MCPA6/SAN合金,并与利用双螺杆挤出共混方法制备的PA6/SAN共混物进行了对比,探讨了SAN在己内酰胺的弱碱性条件下发生的碱解反应,并用FTIR表征了产物的化学结构。通过SEM和TEM等的表征结果证实了所得产物对MCPA6/SAN合金体系相容性的影响,不同的制备方式所得产物的相形态差别很大,SAN在MCPA6/SAN合金中的分散明显小且均匀。使用DSC、WAXD等测试方法将合金和共混体系从热力学和结晶性能等方面进行了深入的表征与对比。   进一步将含有丁二烯柔性链段(B)的ABS加入到己内酰胺中,制备不同配比的MCPA6/ABS合金,以期进一步改善MC尼龙的韧性。同样,螺杆挤出制备了相同配比的PA6/ABS共混物与之相对比,通过FTIR、DSC、WAXD、DMA和SEM等手段对合金和共混体系从化学结构、热力学,力学性能,相结构和结晶性能等方面进行了全面表征。证实了该体系发生了与MCPA6/SAN合金体系相同的碱解反应,其碱解产物对合金体系的相容性和性能都有明显的影响。合金体系组分之间的相容性得到明显改善,力学性能得到较大程度地提高,DSC的结果也与增容体系的相一致。   最后,以TPEU作为改性剂添加到尼龙的浇铸体系中制备了合金材料,充分利用己内酰胺的低粘度、极性、反应性和阴离子聚合快的反应速度以及聚氨酯弹性体中的柔性链段来改善MC尼龙基体的韧性等。从相结构、热力学、结晶和化学结构等方面对合金材料进行了表征分析。少量的TPEU用量即可获得力学性能可调可控的超韧合金材料,TPEU分散相在基体中几乎不能分辨出来;TPEU的加入还极大程度地影响了合金的其它一些方面的性能。这些结果的产生主要归因于TPEU在己内酰胺中发生了降解反应,生成了己内酰胺聚合所需的大分子活化剂,进而生成了MCPA6-c0.TPEU共聚物所致。共聚物的存在有效地改善了TPEU与MCPA6之间的相容性,显著地提高了MCPA6的力学性能,明显地抑制了MCPA6的结晶。
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