功能化聚烯烃共聚物的合成与性能研究

发布时间：2017-06-09 22:07

  本文关键词：功能化聚烯烃共聚物的合成与性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚烯烃的功能化因其在非极性聚烯烃材料的改性和应用拓展方面发挥重要作用,所以一直是学术界和工业界关注的研究热点之一。功能化聚烯烃接枝共聚物是聚烯烃功能化的目标产物之一,其制备方法主要有三种：偶合接枝法、引发接枝法和直接接枝法。本文利用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)通过原子转移自由基聚合(ATRP)的方法制备出一系列聚烯烃为主链、聚苯乙烯(PS)为支链的功能化聚烯烃接枝共聚物EVAL-g-PS,并对其在有序多孔聚合物薄膜材料以及聚烯烃共混物制备中的应用进行了初步研究。(1)通过对EVA的水解得到乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL),将所得侧链羟基进行基团转化得到大分子引发剂EVAL-Br,进而引发苯乙烯的ATRP聚合制备出一系列功能化聚烯烃接枝共聚物EVAL-g-PS。利用高温核磁共振氢谱(1H NMR)、高温凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了分析和表征,确证了它们的分子链结构和相对分子质量。(2)通过扫描电子显微镜(SEM)对低密度聚乙烯／聚苯乙烯(LDPE/PS)以及EVA/PS共混物样品的断面形貌进行观察,证明EVAL-g-PS接枝共聚物是上述两个共混体系的良好共混相容剂,可以有效地改善两种互不相容聚合物材料的表面能,进而实现共混材料的均一化和高性能化。(3)首次以EVAL-g-PS为成膜材料,利用静态呼吸图法成功地制备出有序微孔聚合物薄膜或微球,并系统研究了有机溶剂、聚合物浓度以及成膜氛围对结构薄膜的表面形貌及其孔径大小的影响。对微孔聚合物薄膜进行紫外交联处理,并通过静态水接触角测试结果确证了聚合物薄膜润湿性的改善。实验结果表明：在100℃的条件下,反应时间为20 h,可通过大分子引发剂引发的苯乙烯ATRP聚合得到的接枝共聚物EVAL-g-PS (Mn=3.8-11.8×104 g/mol, PDI=2.31-4.66)。 EVAL-g-PS共聚物可以作为良好的相容剂在LDPE/PS和EVA/PS共混体系中得到应用。该接枝共聚物可在CHCl3溶剂中,温度为22℃,相对湿度为95%的条件下,利用静态呼吸图法制备得到有序微孔薄膜材料,其平均孔径为2.4-3.8μm,
【关键词】：原子转移自由基聚合 聚烯烃功能化 接枝共聚物 共混相容剂 微孔聚合物薄膜
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O632.12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 功能化聚烯烃接枝共聚物的制备研究进展8-17
• 1.2.1 偶合接枝法(grafting onto)9-10
• 1.2.2 引发接枝法(grafting from)10-15
• 1.2.3 直接接枝法(grafting through)15-17
• 1.2.4 后功能化聚烯烃接枝技术17
• 1.3 聚烯烃接枝共聚物的应用17-18
• 1.4 有序微孔聚合物薄膜18-19
• 1.5 本论文的研究内容及意义19-21
• 2 实验部分21-28
• 2.1 实验原料及仪器21-23
• 2.1.1 实验原料21-22
• 2.1.2 使用仪器及测试条件22-23
• 2.1.3 实验装置图23
• 2.2 接枝共聚物的合成及表征23-28
• 2.2.1 EVAL的合成及表征23
• 2.2.2 大分子引发剂EVAL-Br的合成及表征23-24
• 2.2.3 EVAL-g-PS的合成及表征24-25
• 2.2.4 EVAL-g-PS接枝共聚物共混物的制备25-26
• 2.2.5 EVAL-g-PS胶束的制备26
• 2.2.6 基于EVAL-g-PS制备有序多孔结构聚合物薄膜的制备26-27
• 2.2.7 有序多孔结构聚合物薄膜的紫外交联27-28
• 3 结果与讨论28-39
• 3.1 接枝共聚物EVAL-g-PS的合成28-32
• 3.1.1 EVA水解合成EVAL28-29
• 3.1.2 大分子引发剂EVAL-Br的合成29-30
• 3.1.3 接枝共聚物EVAL-g-PS的合成30-31
• 3.1.4 小结31-32
• 3.2 接枝共聚物EVAL-g-PS共混相容性的研究32-33
• 3.2.1 接枝共聚物EVAL-g-PS共混物SEM结果分析32-33
• 3.2.2 小结33
• 3.3 接枝共聚物EVAL-g-PS胶束化行为的研究33-35
• 3.4 成膜条件对微孔薄膜形貌的影响35-39
• 3.4.1 有机溶剂对微孔薄膜形貌的影响35
• 3.4.2 溶液浓度对微孔薄膜形貌的影响35-36
• 3.4.3 成膜气氛对微孔薄膜形貌的影响36-37
• 3.4.4 紫外交联对微孔薄膜形貌的影响37
• 3.4.5 小结37-39
• 4 结论39-40
• 5 展望40-41
• 6 参考文献41-50
• 7 攻读硕士期间论文发表情况50-51
• 8 致谢51

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