PET的輻射接枝及誘導自增容增韌改性研究.pdf

1、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）由于具有較高的機械強度、突出的耐化學性、耐熱性和優(yōu)良的電性能，而廣泛應用于薄膜、紡織纖維、包裝材料和生物材料等眾多領域。但由于其表面惰性和缺口沖擊強度差的缺點限制了它在一些領域的應用。Γ-射線輻射誘導接枝共聚合反應作為一種新型的聚合物材料接枝改性方法已成功應用于一些功能性材料的研發(fā)與生產(chǎn)。因此，本論文把γ-射線輻射誘導接枝聚合法應用于PET 材料的接枝改性中，改善了其表面性能，并提出了PET 輻射誘導自增容

2、的概念，采用輻射接枝的方法制備了PET的共混增容劑，構(gòu)筑新型的PET 增韌體系，并取得了以下研究成果：
　　 1.利用γ-射線輻射誘導接枝聚合反應，實現(xiàn)了丙烯酸羥乙酯（HEA）和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）單體在PET薄膜上的接枝聚合。相對于其它方法，如等離子體輻射和紫外輻射接枝法等，這種方法簡單易行，且所得到的接枝率較高。當PET 膜表面接枝HEA 單體后，PET 膜的接觸角從原始的69.5°下降到37.1°，提高了其表面親

3、水性。對于GMA 單體，其在PET 膜表面的最高接枝率可達418％。高活性環(huán)氧基團的引入，為PET 材料的進一步功能化打下了基礎。
　　 2.從利用輻射接枝聚合反應合成PET 自增容劑的目的出發(fā)，研究了丙烯酸正丁酯（BA）單一單體和丙烯酸正丁酯與苯乙烯（St）混合單體在PET薄膜上的輻射誘導接枝反應及其熱力學性質(zhì)。（1）對于BA 單體的輻射接枝聚合，由于其輻射化學產(chǎn)額較高，反應在醇類溶劑和外加阻聚劑的條件下進行。實驗證明，以甲醇

4、為溶劑，阻聚劑FeSO4 濃度為0.9 wt％，BA 濃度為25 wt％，劑量率為0.83 kGy/h，吸收劑量為35 kGy 時，接枝率達到最大值22.1％。由于柔性PBA側(cè)鏈和PET 主鏈間微相分離的發(fā)生，PET-g-PBA接枝共聚物膜中的PET和PBA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與各自均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度近乎相同。因為PET-g-PBA接枝共聚物中含有PET和PBA兩種高分子鏈結(jié)構(gòu)，有望作為PET 與彈性體（如丙烯酸酯橡膠）共混物的自增容劑

5、，以提高PET 復合材料的沖擊韌性；（2）對于BA和St混合單體的輻射接枝聚合，研究了接枝共單體組成、吸收劑量對接枝率和接枝共聚物組成的影響。實驗證明，在BA/St 摩爾比為4/1 時，劑量率為1.46 kGy/h，吸收劑量為35 kGy 時，總接枝率為37.4％，其中PBA和PS 各自的接枝率分別為21.8％和15.6％。由于柔性接枝共聚物側(cè)鏈與PET大分子主鏈間有較好的相容性，PET的Tg 隨著接枝分子鏈化學組成的不同而有不同程度的

6、降低。由于接枝共聚物的組成及柔韌性可以通過接枝條件的控制來進行調(diào)整，所制備的PET-g-P(BA-co-St)接枝共聚物有望作為PET 輻射接枝改性增容劑來構(gòu)筑新型的PET 增韌體系。
　　 3.丙烯酸在PET薄膜上的輻射接枝及納米銀抗菌雜化膜的制備。首先通過γ-射線輻射誘導接枝聚合反應制備了PET-g-PAA 共聚物薄膜，然后利用物理吸附和化學還原的方法將銀納米粒子成功地負載在PET-g-PAA薄膜表面。熱失重分析表明負載的銀

7、納米粒子的量在20-36 wt％之間，可以通過控制PAA 在PET薄膜上的接枝率來調(diào)整?？咕鷮嶒灲Y(jié)果表明，PET-g-PAA/Ag 雜化膜在一小時內(nèi)達到對大腸桿菌(E.Coli)100％的殺菌效率，并且具有高效的穩(wěn)定性。此方法提供了一種簡便制備具有高效抗菌性能的PET 材料的新途徑。
　　 4.研究了PET 輻射接枝共聚物（PET-g-PAA）對增韌PET/彈性體（ST2000）
　　 復合材料性能的影響。將通過輻射接枝

8、聚合制備的PET-g-PAA以一定比例加入到PET 與彈性體增韌劑ST-2000的共混體系中，利用熔融加工時的接枝反應，提高了不相容兩相的界面相容性。通過對復合材料沖擊斷面的SEM 觀察發(fā)現(xiàn)，其界面的微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了微纖狀的塑性變形突起，且斷面粗糙，由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。當加入6 wt％的PET-g-PAA 時，PET 復合材料缺口沖擊韌性由之前的12.28 kJ/m2 提高到了29.03 kJ/m2，這說明PET-g-PAA的加入提