離子液體聚合物制備及在聚苯乙烯超臨界CO2發(fā)泡中應(yīng)用.pdf

1、與傳統(tǒng)發(fā)泡劑相比,超臨界二氧化碳(CO2)具有在聚合物中溶解性差、成核效率低等缺點,這限制了它在聚合物微孔發(fā)泡中的應(yīng)用。本文將具有CO2強吸附功能的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基四氟硼酸銨(P[MATMA][BF4])引入到聚苯乙烯(PS)的超臨界CO2發(fā)泡中,以提高CO2在PS中的溶解度,改善泡孔結(jié)構(gòu)。采用如下三種方法進行研究:
　　 首先,采用自由基聚合法制備了離子液體單體的聚合物P[MATMA][BF4],通過溶液共混法將其與通

2、用級聚苯乙烯(GPPS)復(fù)合,再對復(fù)合物進行超臨界CO2發(fā)泡,研究了氣體壓力、P[MATMA][BF4]的添加量對GPPS泡孔結(jié)構(gòu)的影響。實驗結(jié)果表明:隨著發(fā)泡壓力增加,發(fā)泡材料的泡孔尺寸逐漸減小,泡孔密度逐漸增加；而P[MATMA][BF4]的加入,沒有明顯改善GPPS的泡孔結(jié)構(gòu)。
　　 其次,采用自由基聚合法制備了離子液體[MATMA][BF4]與苯乙烯的無規(guī)共聚物,并對其進行超臨界CO2發(fā)泡,系統(tǒng)研究了[MATMA][BF

3、4]鏈段的含量對無規(guī)共聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、泡孔結(jié)構(gòu)等的影響。研究表明:隨著離子液體鏈段含量的增加,無規(guī)共聚物的Tg逐漸升高,發(fā)泡材料的泡孔密度逐漸增加,泡孔尺寸顯著減??；但是,發(fā)泡共聚物中有少量未發(fā)泡區(qū)域存在。
　　 為了將離子液體聚合物更加均勻地分散在聚苯乙烯中,本文進一步通過表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的方法將離子液體聚合物P[MATMA][BF4]接枝到三種粒徑的SiO2表面,并將其與氨基改性的SiO2(

4、SiO2-NH2)作為成核劑分別添加到GPPS發(fā)泡體系中作對比。結(jié)果表明:采用表面引發(fā)ATRP法能夠?qū)[MATMA][BF4]接枝在SiO2表面；引入P[MATMA][BF4]接枝改性的SiO2(SiO2-P[MATMA][BF4])能夠提高CO2在GPPS中的溶解濃度；SiO2-NH2的引入僅略微降低了GPPS的泡孔尺寸,泡孔密度反而有所下降；而接枝了離子液體聚合物的各粒徑SiO2在GPPS基體中的異相成核效果顯著,均明顯地改善了材