RAFT聚合制備凹凸棒土雜化粒子及其與聚碳酸酯的復(fù)合
來源：中國凹凸棒土網(wǎng) 10-26 22:04
本文采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到凹凸棒土（ATP）表面，從而得到甲基丙烯酰氧基功能化的凹凸棒土ATP-MPS，并采用RAFT聚合方法表面引發(fā)接枝聚合法制備雜化粒子，采用熔融共混法將改性后的凹凸棒土與聚碳酸酯（PC)復(fù)合，制備了ATP-g-PMMA/PC納米雜化材料。
1.采用新工藝合成CPDB
以氯化芐、硫等為原料成功制得了二硫代苯甲酸，用鐵氰化鉀溶液氧化二硫代苯甲酸鈉溶液制得雙二硫代苯甲酰，與 AIBN反應(yīng)并用改進(jìn)工藝合成了 RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑二硫代苯甲酸氰基異丙酯（CPDB）。采用核磁共振（1HNMR），高效液相色譜（HPLC）對合成的鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行了表征，得到了較高純度的CPDB。
2.RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑存在下凹凸棒土表面接枝聚合
通過將γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到凹凸棒土（AT）表面，制得表面帶有可聚合碳碳雙鍵的改性粒子AT-MPS；以二硫代苯甲酸氰基異丙酯（CPDB）為鏈轉(zhuǎn)移劑，采用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合技術(shù)，在AT表面進(jìn)行甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合。通過紅外（FTIR）、熱失重（TGA）等方法進(jìn)行了表征，考察了引發(fā)劑以及RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑用量對聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和AT表面接枝聚合接枝率的影響。結(jié)果表明，PMMA通過 RAFT聚合成功接枝在AT表面；基于RAFT過程的接枝聚合比傳統(tǒng)自由基接枝聚合具有更長的反應(yīng)時(shí)間和較高的接枝率，本體系相對適宜條件：溫度為70℃，[MMA]/[CPDB]/[AIBN]為400/1/0.5。此條件下聚合反應(yīng)具有很好的可控性，溶液中的聚合物分子量分布指數(shù)為1.2~1.3，AT表面PMMA接枝率為16.33％。引發(fā)劑和RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑用量過大均會(huì)造成接枝率降低。
3.ATP-g-PMMA/PC納米復(fù)合材料制備與性能研究
采用RAFT聚合制備了核殼型ATP-g-PMMA雜化粒子，利用高分辨率透射電鏡(HRTEM)、透射電鏡（TEM）、紅外光譜（FTIR)、熱失重(TGA)法、旋轉(zhuǎn)流變儀、力學(xué)測試儀器、對雜化粒子進(jìn)行了表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制得的ATP-g-PMMA粒子棒晶直徑增大至50~60nm，表面吸濕性明顯下降。通過熔融共混法制備聚碳酸酯ATP-g-PMMA/PC納米復(fù)合材料，并對材料的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、熱性能和流變行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，ATP-g-PMMA基本均勻分布在基體中，兩相界面清晰，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度變化不大，斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度呈下降趨勢；雜化粒子可明顯提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，然而對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響不顯著。紅外譜圖顯示ATP-g-PMMA與PC分子鏈間未生產(chǎn)化學(xué)鍵，相互作用較弱，體系中未形成完善的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，粒子優(yōu)先取向排列產(chǎn)生的界面滑移和解纏結(jié)作用有效降低了復(fù)合材料的復(fù)數(shù)粘度，最大降幅達(dá)24.2％。
關(guān)鍵詞：
凹凸棒土 雜化粒子 聚碳酸酯 RAFT聚合方法 熱穩(wěn)定性
作者：
張柳
學(xué)位授予單位：
常州大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
材料學(xué)
導(dǎo)師姓名：
龔方紅
學(xué)位年度：
2015
語種：
中文
分類號(hào)：
TQ323.41
在線出版日期：
2016年05月03日（萬方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）
1.采用新工藝合成CPDB
以氯化芐、硫等為原料成功制得了二硫代苯甲酸，用鐵氰化鉀溶液氧化二硫代苯甲酸鈉溶液制得雙二硫代苯甲酰，與 AIBN反應(yīng)并用改進(jìn)工藝合成了 RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑二硫代苯甲酸氰基異丙酯（CPDB）。采用核磁共振（1HNMR），高效液相色譜（HPLC）對合成的鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行了表征，得到了較高純度的CPDB。
2.RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑存在下凹凸棒土表面接枝聚合
通過將γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（MPS）接枝到凹凸棒土（AT）表面，制得表面帶有可聚合碳碳雙鍵的改性粒子AT-MPS；以二硫代苯甲酸氰基異丙酯（CPDB）為鏈轉(zhuǎn)移劑，采用可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合技術(shù)，在AT表面進(jìn)行甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合。通過紅外（FTIR）、熱失重（TGA）等方法進(jìn)行了表征，考察了引發(fā)劑以及RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑用量對聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和AT表面接枝聚合接枝率的影響。結(jié)果表明，PMMA通過 RAFT聚合成功接枝在AT表面；基于RAFT過程的接枝聚合比傳統(tǒng)自由基接枝聚合具有更長的反應(yīng)時(shí)間和較高的接枝率，本體系相對適宜條件：溫度為70℃，[MMA]/[CPDB]/[AIBN]為400/1/0.5。此條件下聚合反應(yīng)具有很好的可控性，溶液中的聚合物分子量分布指數(shù)為1.2~1.3，AT表面PMMA接枝率為16.33％。引發(fā)劑和RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑用量過大均會(huì)造成接枝率降低。
3.ATP-g-PMMA/PC納米復(fù)合材料制備與性能研究
采用RAFT聚合制備了核殼型ATP-g-PMMA雜化粒子，利用高分辨率透射電鏡(HRTEM)、透射電鏡（TEM）、紅外光譜（FTIR)、熱失重(TGA)法、旋轉(zhuǎn)流變儀、力學(xué)測試儀器、對雜化粒子進(jìn)行了表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制得的ATP-g-PMMA粒子棒晶直徑增大至50~60nm，表面吸濕性明顯下降。通過熔融共混法制備聚碳酸酯ATP-g-PMMA/PC納米復(fù)合材料，并對材料的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、熱性能和流變行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，ATP-g-PMMA基本均勻分布在基體中，兩相界面清晰，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度變化不大，斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度呈下降趨勢；雜化粒子可明顯提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，然而對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響不顯著。紅外譜圖顯示ATP-g-PMMA與PC分子鏈間未生產(chǎn)化學(xué)鍵，相互作用較弱，體系中未形成完善的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，粒子優(yōu)先取向排列產(chǎn)生的界面滑移和解纏結(jié)作用有效降低了復(fù)合材料的復(fù)數(shù)粘度，最大降幅達(dá)24.2％。
關(guān)鍵詞：
凹凸棒土 雜化粒子 聚碳酸酯 RAFT聚合方法 熱穩(wěn)定性
作者：
張柳
學(xué)位授予單位：
常州大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
材料學(xué)
導(dǎo)師姓名：
龔方紅
學(xué)位年度：
2015
語種：
中文
分類號(hào)：
TQ323.41
在線出版日期：
2016年05月03日（萬方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）
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