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基本信息

作品名称:
核壳改性剂结构设计与高韧塑料合金开发
大类:
科技发明制作A类
小类:
能源化工
简介:

采用该技术合成的核壳增韧剂成功制备出高韧PBT、PA6、PET塑料合金,材料的缺口冲击强度达到800J/m以上,实现超韧,采用该方法制备的高韧塑料合金达到或超过的国际同类产品水平。PVC/ACR共混物的缺口冲击强度达到了1400J/m,增韧剂树脂综合性能良好,达到了国外公司同类产品水平。产品经过应用评价,应用效果好。

详细介绍:

采用乳液聚合技术将甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)引入到ABS的壳层合成了环氧官能化的ABS-g-GMA核壳改性剂,利用GMA环氧官能团与PBT端羧基/羟基的反应达到增容目的。DMA、DSC研究结果表明,GMA的引入提高了PBT与PB-g-SAN之间的相容性。在PBT与ABS-g-GMA共混体系中增容反应、交联反应同时存在,增容反应导致ABS-g-GMA在PBT基体中均匀分散,交联反应则导致交联网状结构的生成。共混体系中的化学反应受GMA含量的影响,当GMA含量低时(<8wt%),交联反应较轻,共混物有较好的分散形态和缺口冲击性能,共混物的缺口冲击强度达到900J/m以上。采用SEM、TEM对PBT的增韧机理进行了研究,结果表明PBT基体的剪切屈服和ABS-g-GMA橡胶粒子的空洞化是主要的增韧机理。 将ABS-g-GMA用于PA6的增韧。Molau实验与FTIR结果证实了共混体系中化学反应的发生。与PBT/ABS-g-GMA共混体系类似,在PA6/ABS-g-GMA共混体系中,增容反应、交联反应同时存在,而且在该体系中交联反应更加明显,在GMA含量为3wt%时,就可以发现大的交联网状结构。当GMA含量在1wt%时,材料的性能最好,共混物的缺口冲击强度达到1000J/m。SEM研究结果表明PA6基体的剪切屈服和ABS-g-GMA橡胶粒子的空洞化是主要的增韧机理。 ABS-g-GMA用于PET的增韧改性,由于PET的端基同样为羧基和羟基,可以与GMA的环氧官能团发生界面反应生成PET-co-ABS共聚物,导致界面强度增加,界面张力降低,有利于ABS对PET的增韧改性,增韧的PET缺口冲击性能可以达到800J/m以上。 采用乳液聚合的方法合成出一系列的核壳结构的丙烯酸酯类抗冲击改性剂(ACR)。将ACR与PVC共混,制备出PVC/ACR共混物。系统的研究了ACR对PVC/ACR共混物力学性能的影响。研究发现,ACR粒径是影响PVC/ACR共混物冲击强度的重要因素。当粒径固定在100nm左右时,ACR橡胶相交联剂的用量和壳层结构对ACR性能的影响显著。而接枝剂的含量和核/壳质量比对PVC/ACR共混物冲击强度影响较小。当ACR的核/壳质量比为80/20,DCPA为5.0%(wt),改性剂掺混量为10份时,PVC/ACR共混物的缺口冲击强度达到了1443J/m,是纯PVC树脂缺口冲击强度的33倍(43J/m)。 采用本方法制备的工程塑料合金实现了超韧,材料性能超过了国外同类材料的性能,具有很好的应用前景。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”作品 一等奖
本课题得到了吉林省科技厅、中国石油吉林石化公司的资助。吉林省科技厅资助课题于2010年3月通过科技厅鉴定(2010-60),鉴定结果为制备的超韧合金性能达到国际同类先进产品水平;中国石油吉林石化公司验收编号2009-001。本课题于2010年获得中国石油和化学工业联合会科技进步奖1项。 2011年获校第四届挑战杯课外学术科技作品竞赛特等奖。 2011年获挑战杯吉林省课外学术科技作品竞赛特等奖。

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