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本文研究了采用悬浮接枝共聚法合成了EPDM含量在60%左右的增韧剂EPDM-g-SAN,用其与SAN树脂共混制备了高抗冲工程塑料AES。针对EPDM-g-SAN的An含量高带来产物颜色较深的缺点,开展了加入第三单体MMA的悬浮法EPDM-g-MAS增韧剂的合成及用其与SAN树脂共混制备AEMS的研究。系统研究了EPDM/St-An和EPDM/MMA-St-An悬浮接枝共聚合成反应的影响因素;讨论了ABS和AEMS的力学性与其增韧剂性质之间的关系及增韧机理。采用ATR、DSC、SEM、TEM和TG等现代测试手段对接枝共聚物及其共混物进行了分析。
研究表明,与溶液法相比,采用悬浮法合成EPDM接枝共聚物具有显著的优点,其溶剂用量少,反应速率快,单体转化率高,产物后处理和溶剂回收工艺简便,显著降低了生产成本。
研究表明影响悬浮共聚合接枝反应行为的主要因素是EPDM/与共单体质量比、St/An质量比和引发剂用量。当St/An单体投料比为65/35,EPDM/St-An为60/40时,所合成的EPDM-g-SAN的接枝率和接枝效率分别高达51%和 82%,当MMA/St/An单体投料比为80/10/10,EPDM/共单体质量比为55/45时,所合成的EPDM-g-MAS的接枝率和接枝效率分别为69.4%和89.8%。ATR分析表明,EPDM分子链确已接枝上SAN或MAS支链。
采用EPDM-g-SAN和EPDM-g-MAS分别与SAN树脂共混制备了AES和AEMS共混物。研究表明,两种增韧剂对SAN树脂均有优异的增韧效率,在EPDM含量为15%时,AES和AEMS的缺口冲击强度分别为31.1KJ/m<2>和29.5KJ/m<2>。影响共混物缺口冲击强度的主要因素是增韧剂的接枝率、支链极性和共混物中EPDM的含量。当接枝率、支链极性和EPDM用量达到临界值,共混物的缺口冲击强度出现跃升现象。DSC及DMA分析表明共混物的两相具有良好的相容性。SEM分析表明缺口冲击强度跃升后的共混物的AES、AEMS试样冲击断面无以冷拉伸为特征的剪切屈服形变。TEM分析表明,在AES中,被SAN“溶胀”的EPDM-g-SAN粒子连接成逾渗通道,使AES的相结构发生突变而导致缺口冲击强度急剧上升,而不是由于橡胶相粒面距离小于临界基体层厚度导致基体发生剪切屈服的脆韧转变所致。TG分析表明AEMS的热稳定性优于AES。 EPDM-g-SAN和EPDM-g-MAS是一类新型的增韧剂;AES和AEMS是一类耐老化黄变性能优异的新型高抗冲塑料。采用悬浮发合成这类新型增韧剂及用其制备新型塑料在国内外尚属首次,具有理论研究意义和工业开发价值。