N-取代苯基馬來酰亞胺與苯乙烯共聚物乳液的合成、表征及性能研究.pdf

1、用改性乙酸酐法合成了N-鄰甲苯基馬來酰亞胺(N-o-TMI)、N-間甲苯基馬來酰亞胺(N-m-TMI)、N-對甲苯基馬來酰亞胺(N-p-TMI)、N-對硝基苯基馬來酰亞胺(N-p-NPMI)。濃硫酸脫水一步合成法制備了N-對羥基苯基馬來酰亞胺(N-p-OHPMI)。在五種N-取代苯基馬來酰亞胺與苯乙烯最大共聚比范圍內,改變每種N-取代苯基馬來酰亞胺單體的含量,通過種子滴加乳液聚合法制備得到高穩(wěn)定性、高固含量(40％)、低粘度的共聚物乳液

2、。在此基礎上對這五種N-取代苯基馬來酰亞胺(N-RPMI)分別與苯乙烯(St)的二元共聚物乳液進行了系統(tǒng)的研究。通過表面張力儀、動態(tài)激光粒度儀、旋轉粘度計和原子力顯微鏡等手段對共聚物乳液的表面張力、乳膠平均粒徑以及分布、表觀粘度和膠乳成膜性能進行了系統(tǒng)表征。通過FT-IR、1H-NMR對共聚物結構進行了研究、共聚物的熱性能則用示差掃描量熱分析法和熱重分析兩種方法進行表征。 研究結果表明： 第一、用改性乙酸酐法合成了N-o

3、-TMI、N-m-TMI、N-p-TMI、N-p-NPMI,產率)90％,N-p-OHPMI的合成采用濃硫酸脫水一步合成法在較低的溫度下制備,產率)80％。 第二、采用種子滴加乳液聚合可成功制備三種St/N-p-RPMI二元共聚物乳液,St/N-p-RPMI體系中,N-p-TMI的加入使聚合物乳液產率增加到85％以上,凝膠率降低,N-p-NPMI、N-p-OHPMI的加入降低了共聚物乳液的產率,致使St/N-p-NPMI共聚物乳

4、液產率在60％左右,St/N-p-OHPMI共聚物乳液的產率僅在40％左右,發(fā)現(xiàn)酚羥基阻聚作用比硝基的阻聚作用更強；同一體系中,隨著N-p-RPMI含量的增加,乳液的表面張力呈略微增大的趨勢,相同共聚比下不同N-p-RPMI的共聚物乳液的表面張力γst/N-p-TMI>γst/N-p-OHPMI>γ St/N-p-NPMI>γ st；St/N-p-TMI共聚物乳液粒徑均在40-50nm,粒徑分布較窄,St/N-p-OHPMI,St/N-

5、p-NPMI共聚物乳液粒徑在100nm左右,粒徑分布較寬；N-p-RPMI的加入使乳液的表觀粘度大大增加,分別在nst/nN-p-TMI=96/4,nst/nN-p-NPMI=93/7,nst/nN-p-OHPMI=96/4時出現(xiàn)最大值。PSt乳液、St/N-p-TMI、St/N-p-OHPMI以及St/N-p-NPMI共聚物乳液均為假塑型流體；N-p-RPMI的加入有利于乳液的成膜；相同共聚比下Tgst/N-p-TMI>Tg st/N

6、-p-NPMI>Tg st,N-p-OHPMI;相同含量的N-p-RPMI對共聚物熱分解溫度的影響程度N-p-NPMI>N-p-OHPMI>N-p-TMI。綜合三種St/N-p-RPMI乳液及共聚物性能,N-p-TMI作耐熱改性劑改性效果最好。 第三、采用種子滴加乳液聚合法制備三種St/N-TMI二元共聚物乳液,所得三種St/N-TMI二元共聚物乳液的固含量均為35-40％,乳液產率大于85％。乳液產率、粒徑及表觀粘度均可控。其

7、中nst/nN-m-TMI(mol/mol)最大,可達到67/33；N-TMI的加入有利于乳液形成平整的膜,并且St/N-m-TMI共聚物乳液形成的膜最為平滑,Ra僅為2.00nm；1H-NMR分析結果表明:St/N-TMI共聚中有鏈轉移反應發(fā)生,其中N-p-TMI發(fā)生鏈轉移形成N-p-TMI端基的傾向最小；當nst/nN-m-TMI(mol/mol)不超過87/13時,N-m-TMI的加入對共聚物Tg提高明顯,相同共聚比下N-p-TM