异氰酸根功能化聚苯乙烯制备及其应用研究

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1、万方数据浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：毕寸哥签字日期：y步年弓月了日万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝堑堡王太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允

2、许论文被查阅和借阅。本人授权逝堑堡王盍堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：珠寸牟签字日期：wJ岁年乡月7日闪川长哆奉土艮肌签汨耀卑副签万方数据摘要官能团功能化高分子是指在高分子主链和侧枝上引入带有反应性的功能基团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子。功能化高分子可以使高分子材料的性能大幅度提高，或者被赋予新的功能。目前为止，高分子材料的功能化是实现高性能材

3、料的重要途径。聚苯乙烯作为一种常见的通用塑料，其脆性，耐热性差等缺点限制了它的应用。为克服聚苯乙烯的局限性，可以对聚苯乙烯进行官能团改性研究，利用该官能团的高反应活性，制备与无机纳米粒子的复合材料，或者官能团的后期活性反应。苯乙烯和含有异氰酸根官能团(一NCO)的极性单体3一异丙烯基．Ⅱ，01"-二甲基苄基一异氰酸酯(TMl)在高压反应釜中通过溶液自由基聚合反应制备苯乙烯和TMI的共聚物P(St．CO．TMO，对聚苯乙烯进行原位官能团功能改性。傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(1H．NMR)

4、研究结果表明，异氰酸根基团成功地引入到PS主链上，同时TMI的共聚组成随着TMI的含量的增加而增加。考虑到异氰酸根的高反应活性，制备了功能化的聚苯乙烯P(St-co．TMl)与无机二氧化硅的复合材料。首先P(St-co—TMI)在硅烷偶联剂3一氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的存在下制备杂化前驱体，随后加入正硅酸乙酯(TEOS)原位溶胶．凝胶法制备化学键结合的P(St．CO—TMD／Si02复合材料。研究结果表明，异氰酸根已完全反应，无机Si02粒子在偶联剂存在下更好地分布在聚苯乙烯基质中。同时，所得的复

5、合材料的玻璃化转变温度Tg和热稳定性能随着APTES含量的增加而提高，复合材料的黏弹性行为在强的共价键连接下表现更加明显。聚氨酯材料中异氰酸根的存在会降低其热性能，异氰酸根的环三聚反应可以提高其热稳定性。采用P(St-co．TMI)中异氰酸根的环三聚反应来模拟聚氨酯的环三聚反应来提高热稳定性。通过加入单异氰酸根TMI、对甲苯异氰酸酯(TI)和二异氰酸酯二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)环三聚制备异氰脲酸酯高性能材料。研究结果表明，所得产物的异氰酸根变弱甚至消失，同时在热分析测试中本属于TMI的热不稳定峰消失

6、，热稳定性能提高，并且随着所加的异氰酸酯单体的量的增加更加明显。关键词：异氰酸根功能化聚苯乙烯，二氧化硅，有机／无机复合材料，环三聚，异氰脲酸酯万方数据ThepreparationandapplicafionstudyofIsocyanate—functionalizedPolystyreneAbstractFunctionalgroupfunctionalizedpolymerreferstOtheintroductionofreactivefunctionalgrouptothepolymermain

7、chainandsidebranches，andwithreversibleorirreversiblephysicalorchemicalactivity．Functionalizedpolymercansignificantlyimprovetheperformanceofpolymermaterialsorhavesomenewfunctions．Sofar,functionalizedpolymermaterialshavebeenanimportantwaytoachievehigh-perfo

8、rmancematerials．Polystyreneasacommongeneralplastic，brittleness，andpoorheatresistancelimititsapplication．Toovercomethelimitationsofpolystyrene，wecanmodifypolystyrenewithfunctionalgroup，preparethecompositeswithinorgan