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《乳液互穿网络型丙烯酸酯类热塑性弹性体的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、Vol.25高等学校化学学报No.42004年4月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES774～777乳液互穿网络型丙烯酸酯类热塑性弹性体的研究董汉鹏,李效玉(北京化工大学可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室,北京100029)摘要 以xPEAöxPSt和xPEAöxPSAN体系为例,考察多步种子乳液聚合法合成乳液互穿网络聚合物(LIPN)的合成条件,通过TEM观察了乳粒形态结构.xPEA在较低的交联度下,xPEAöxPSt(质量比75ö25)和xPEAöxPSAN乳粒为一壳多核的反核壳结构,但是xPEA在较高的交联度下则生成核壳结构乳粒.DSC分析
2、结果表明,在反核壳的乳粒中两种聚合物之间形成互穿网络(IPN)结构.考察了xPEAöxPSt体系LIPN型热塑性弹性体(TPE)的力学性能与互穿网络之间的关系及微相重组在材料力学性能中的作用.xPEA中TEGDA的质量分数为0.5%,xPSt中DVB的质量分数为0.15%时,材料性能最佳.关键词 多步种子乳液聚合;乳液互穿网络聚合物;反核壳结构;热塑性弹性体中图分类号 O631.1 文献标识码 A 文章编号 025120790(2004)0420774204乳液互穿网络聚合物(LIPN)是利用多步种子乳液聚合的方法合成的两种以上的聚合物的复相材[1][2,3]料,这种材料在几十
3、到几百纳米尺度空间上的相分离结构是其优异性能的基础.Narkis等利用多步种子乳液聚合法合成了以交联聚丙烯酸乙酯(xPEA)为弹性部分,以微交联聚苯乙烯(xPSt)为硬聚合物部分的LIPN结构的复合乳液,利用这种方法合成热塑性弹性体(TPE),认为材料之间的适度相[4]容性是形成几十纳米尺寸的微相(Domain)的原因;在xPEAöxPSt体系中,第二单体St与种子聚合物xPEA在宏观上是相容的,但在亚微观尺度上难以均匀混合到分子级,单体在此聚合后,以聚合物[5,6][7]微相的形式存在于种子聚合物的网络之中.李效玉等合成了具有镶嵌结构的LIPN,认为这种结构的乳液受第二单体与种子聚合物极
4、性差异的影响,极性强的第二单体与极性较弱的种子形成核壳结[2,3]构LIPN.Narkis等认为LIPN型TPE的形态结构为双连续的互穿聚合物网络,在这种TPE材料[8]中,乳粒间的微相相互结合,形成热可逆的物理交联,乳粒内部的微相起到补强的作用.李效玉等合成了高强度的互穿网络丙烯酸酯类的热塑性弹性体,并提出了微相重新组合模型.本文以合成LIPN型TPE为目标,以微交联的丙烯酸酯类聚合物乳液为种子,以非极性的苯乙烯为单体,以非极性的苯乙烯和强极性的丙烯腈的混合物为第二单体,考察体系中乳粒微相的生成机制和乳粒结构的控制因素.1 实验部分1.1 材 料苯乙烯(St),聚合级;丙烯酸乙酯(EA
5、),聚合级;丙烯腈(AN),分析纯,含量不小于99.0%,使用前经过减压蒸馏;三缩乙二醇双甲基丙烯酸酯(TEGDA),含量不小于95%,北京东方化工厂;二乙烯基苯(DVB),化学纯;十二烷基硫酸钠(SDS),化学纯;过硫酸铵和亚硫酸氢钠为分析纯试剂.1.2 合 成1.2.1xPEA种子É的合成 在1000mL四口反应瓶中加入400mL去离子水和5gSDS,在50℃下滴加250gEA与TEGDA的混合物,利用高纯氮气除氧20min,于50℃加入过硫酸铵0.200g,并向体系滴加质量分数为0.2%的亚硫酸氢钠溶液87mL,1h滴完,并在60℃保温2h后停止聚合.1.2.2xPEA种子Ê的合成
6、 按照固含量计算,取上述种子É12.5g加入1000mL反应器中,并加收稿日期:2003201209.基金项目:教育部博士学科点基金(批准号:1999001004)和国家重点基础研究专项基金(批准号:G1999064809)资助.联系人简介:李效玉(1958年出生),男,教授,博士生导师,从事乳液聚合和功能高分子材料研究.E2mail:lixy@mail.buct.edu.cn©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.No.4董汉鹏等:乳液互穿网络型丙烯酸酯类热塑性弹性体的研究775入300mL去离子水,在
7、50℃下向体系中滴加237gEA和TEGDA的混合物,同步滴加100mL10göL的SDS溶液,乳化剂溶液与单体同时滴完.向体系中加入0.17g过硫酸铵,在与上步聚合反应相同的条件下,滴加84mL的2.0göL的亚硫酸氢钠溶液,1h内滴完,在60℃反应2～3h.1.2.3xPEAöxPStLIPN的合成 将500～600g种子Ê加入1000mL反应器中,根据种子Ê的固含量,在50℃下向体系中慢慢滴入质量分数分别为10%,
