聚双环戊二烯/EVA原位聚合共混技术及其复合材料性能研究

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聚双环戊二烯(PDCPD)是由双环戊二烯(DCPD)单体发生开环易位聚合而得到的一种新型热固性塑料,受到高分子材料研究领域的广泛关注。PDCPD具有良好的综合性能,但其冲击强度还不能满足一些工程领域的更高要求,因此,常采用引入聚合物的办法对材料进行增韧改性。以往的研究中,通常采用非极性弹性体对材料进行增韧改性,但综合效果不太理想。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是一种非极性乙烯单体和极性醋酸乙烯单体的共聚物,具有良好的柔软性和耐冲击性,本课题采用极性弹性体EVA与DCPD进行原位聚合共混,形成半互穿网络结构,制备出的PDCPD/EVA复合材料具有良好的抗冲击性。本文在开环易位催化体系下,采用七种不同型号(不同分子量)的EVA与DCPD进行原位聚合共混,研究了EVA的分子量及含量对聚合反应的影响,并制备了一系列PDCPD/EVA复合材料。用SEM和DSC对复合材料的结构进行表征和分析,采用TG、DMA对复合材料进行热性能及热机械性能表征,并对复合材料的力学性能进行了测试。研究发现,EVA可与助催化剂一氯二乙基铝(Et2AlCl)发生反应,降低聚合反应的催化活性,其分子量大小对聚合反应基本没有影响。EVA对DCPD的聚合转化率没有影响。抽提分析、淬断面SEM观察和DSC表征表明EVA均匀的分散于基体中,与PDCPD形成了“强迫相容”的互穿网络结构。力学测试结果表明,加入EVA后,材料的抗冲击性有了明显提高。复合材料的冲击性能随着EVA含量的增加呈现先升高后降低的趋势,在EVA含量为5%时,冲击强度最高,其中,加入VA600的材料冲击强度最大,比纯PDCPD提高了85%;复合材料的冲击断裂面为典型的韧性断裂;材料的拉伸和弯曲强度略有降低,但降低幅度较小,最大降幅分别为12.4%和25%。热分析结果表明复合材料的热性能比纯PDCPD略有提高。
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