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聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混改性的研究
中文名称: 聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯共混改性的研究
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论文编号: 3121685收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study on the Blended Modification of Polycarbonate and Highly Branched Polystyrene
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 应用化学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 共混改性 聚碳酸酯 高支化聚苯乙烯 力学性能 热性能 流变性能 力学松弛性能
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论文简介:本文首先合成了高支化聚苯乙烯(HBPS),然后通过熔融共混法,将低粘度的高支化聚苯乙烯添加到高粘度的聚碳酸酯(PC)中共混改性,研究了共混物PC/HBPS的力学性能、相态结构、热性能、相容性、流变性能及力学松弛性能等。全文主要内容如下: 1.HBPS的合成与表征。 (1)采用原子转移自由基(ATRP)法,将氯甲基化苯乙烯与苯乙烯按不同的摩尔比进行了共聚,合成了三种不同的高支化聚苯乙烯,分别命名为:HBPS-1(摩尔比为1:20)、HBPS-2(摩尔比为l:15)、HBPS-3(摩尔比为1:10)。 (2)红外光谱法(FTIR)、核磁共振法(<,1>H NMR)、凝胶渗透色谱法(GPC)的分析结果表明:按照HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的顺序,支化程度、分子量增加,分子量分布变宽;示差扫描量热法(DSC)的分析结果表明:HBPS-1、HBPS-2、HBP-3的玻璃化转变温度按顺序降低,且均低于线形聚苯乙烯的玻璃化转变温度;热失重法(TGA)的分析结果表明:HBPS-1、HBPS-2、HBPS-3的分解温度按顺序降低,半分解温度差别不大,但均高于聚碳酸酯的分解温度和半分解温度。 2.共混物PC/HBPS的制备、力学性能和相态结构 (1)采用熔融共混法,应用密炼机制备了12种聚碳酸酯与高支化聚苯乙烯的共混物。 (2)共混物PC/HBPS的缺口冲击强度、拉伸强度、拉伸模量测试结果表明:在聚碳酸酯中加入≤2.0ms%的高支化聚苯乙烯,没有影响聚碳酸酯优异的力学性能。当在聚碳酸酯中加入≤1.0ms%的高支化聚苯乙烯时,缺口冲击强度甚至有所提高。 (3)扫描电子显微镜(SEM)照片表明:共混物的冲击断面均为“海一岛结构”的两相体系。尤其对于试样PC/1.0HBPS-1、PC/1.0HBPS-2、PC/0.5HBPS-3,断面呈现出大量的蜂窝状结构,且凹凸不平,这些现象验证了在力学性能中得出的冲击强度较高的结论。 3.共混物PC/HBPS的热性能和相容性。 (1)示差扫描量热法(DSC)的分析结果表明:共混物的玻璃化转变温度略低于聚碳酸酯的玻璃化转变温度。用Fox方程和Couchman方程计算的玻璃化转变温度与用DSC测得的数据非常接近。热失重法(TGA)的分析结果表明:共混物的分解温度、峰顶温度、重量损失5%的温度、半分解温度都比纯PC的低,其热稳定性都比纯PC的低,但下降程度不是很大,分解温度都在463℃以上。 (2)在PC中共混≤2.0ms%HBPS时,用DSC分析,PC与HBPS具有部分相容性;用SEM分析,共混物呈两相结构,HBPS都以球形状均匀地分布在连续相PC中,具有部分相容性。 4.共混物PC/HBPS的流变性能 (1)熔体流动指数(MFI)分析结果表明:共混物与纯PC的熔体流动指数相比,明显提高。在基体PC中,加入0.5ms%的HBPS时,共混物的熔体流动指数提高24-38%,说明很少量的HBPS就足以改善线形PC的流动性能。 (2)毛细管流变仪分析结果表明:共混物都为假塑性流体,随着剪切速率的增加,粘度降低,呈现剪切变稀特征;随着HBPS含量的增加,共混物的非牛顿指数n有增加的趋势;随着温度的升高,共混物的粘度降低,温度是调节粘度的首要手段。 5.共混物PC/HBPS的力学松弛性能 (1)共混物的抗蠕变能力都比纯PC的差,但下降程度较小。 (2)共混物的复数模量都比纯PC的低,损耗角都比纯PC的大。随着温度的升高,共混物的复数模量在下降,损耗角在增加。 (3)共混物的复数粘度都比纯PC的低,随着频率的增加,复数粘度的降低程度变小,用旋转流变仪得出的结论与在毛细管流变仪中得出的结论是一致的,靠增加剪切速率来降低粘度,效果是不明显的。 6.综合测试结果表明:当用1.0ms%的HBPS-1改性聚碳酸酯时,制备的共混物具有良好的流动性能,冲击强度有所提高,拉伸强度、热稳定性、抗蠕变性等下降程度较小,是一种应用前景良好的高分子材料。
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