纳米共聚物PMMASt的合成、表征及应用

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1、摘要纳米共聚物P(MMA-St)的合成、表征及应用使用乳液聚合法制备了纳米级有机共聚物P(MMA．St)，讨论了引发剂用量，乳化剂用量，油水比例及油相中单体比例的改变对乳液聚合反应的影响。通过实验，得出制备该共聚物的最佳反应条件。引发剂用量在O．8％～1．O％时，单体转化率较高。随着引发剂用量的增大，O．5％～1．O％范围内颗粒粒径逐渐减小，达到纳米级，分子量也逐渐降低。随着乳化剂用量的增加，单体的转化率提高，在乳化剂用量为单体质量的4％时，转化率达到最大值为46．70％。随着乳化剂用量的增大，颗粒粒径逐渐降低达到纳米级，用量再增大时，粒径增大到微米级，分子量逐渐增大。乳化剂复配使

2、用后，能有效提高转化率。在SDS与吐温60质量比为1：1时，转化率达到最高点，为77．22％。分子量随着比例的改变而逐渐降低，但是所得聚合物颗粒粒径均小于100nm，对粒径影响不大。油相比例改变时，转化率受到影响，油相占20％时，转化率达到77．22％。聚合物分子量也有变化，逐渐增大后又降低，但是所得聚合物的粒径均小于lOOnm，对粒径影响不大。单体比例改变时，转化率有变化，单体体积比例MMA：St=7：3时，转化率达到77．22％。聚合物分子量逐渐增大后又降低，共聚物颗粒粒径基本都达到纳米级。因此在现有实验条件下，得出制备共聚物的最佳反应条件为：油水体积比为1：4，单体体积比为M

3、MA：St=7：3，北京化T大学硕Ij学位论文引发剂用量为单体质量的O．8％，复配乳化剂用量为单体质量的4％(SDS：吐温60=1：1)，聚合反应温度控制在70。C---75。C，控制一定的搅拌速度。聚丙烯是一种综合性能优良的通用热塑性塑料，但其脆性高、韧性差的缺陷限制了其应用范围。将实验自制的纳米共聚物粉体作为改性剂，使用ISBS方法，将其添加到PP中对PP进行改性研究。纳米共聚物粉体的加入可以提高PP／纳米P(MMA。St)粉体共混体系的拉伸强度、冲击强度，而共混体系的弯曲强度稍有所降低。共混体系的拉伸强度提高了7．50％，缺口冲击强度提高了103．77％，弯曲强度降低了9．3

4、7％。利用X射线衍射法(XRD)对共混物的结晶形态和行为进行了研究。结果表明，纳米共聚物粉体的加入可以诱导PP中p晶型的产生，使得材料的韧性提高。因此，自制的共聚物粉体对PP有增强增韧作用。PS性脆和耐热性低，PMMA表面硬度差，易擦伤，耐热性较差。使用自制的有机纳米级共聚物粉体P(MMA．St)作为增溶剂加入到PS／PMMA中，通过力学性能测试和SEM观察，研究复合材料的性能。研究共聚物粉体用量对PS／PMMA共混体系拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度及弯曲强度的影响。共混体系的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度分别提高了4．71％、17．00％、75．00％、4．89％。由实

5、验结果可知：有机纳米级共聚物粉体P(MMA．St)对PS／PMMA有增强增韧效果，可以改善两种材料的冲击强度和拉伸强度。Il摘要关键词：乳液聚合，纳米P(MMA．St)，ISBS，PP，PS／PMMA，力学性能IIIABSTRACTSTUDYoNSYNTHESISOFNANO．COPOLYMERP(MMA-St)ANDITSCHARACTERIZATIONANDAPPLICATIoNABSTRACTNano·-scaleorganiccopolymerP(MMA-·St)waspreparedbyemulsionpolymerization．Discussedinfluencing

6、factorstopolymerizationreaction，includingtheamountofinitiator,emulsifier,oil-waterratioandthechangeofmonomerproportioninoilphase．Throughtheexperiment，wecanobtainthebestreactionconditionstopreparethecopolymer．ThemonomerconversionishigherwhentheamountofinitiatoratO．8％～1．O％．Withtheincreasingofini

7、tiator,theparticlesizegraduallydecreasedtonano—scalewhentheamountofinitiatoratrangeof0．5％～1．O％，andmolecularweightisgraduallyreduced．Withtheincreaseofemulsifier,monomerconversionrateenhancement．Theconversionrateachieved46．70％fortheMaximu