改性聚丙烯酸酯乳液的制备及其对天然乳胶的共混改性研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seraphim
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天然乳胶(NR)是一类绿色的可再生资源,具有成膜性好、成品弹性大和生物相容性好等优点,广泛运用在乳胶手套、安全避孕套、乳胶型导尿管等乳胶浸渍制品。但NR是含有不饱和双键的非极性类高分子,其耐热性、耐水性、耐溶剂性等较差且力学性能不足,这些缺点限制了NR的应用。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)由于具备无色透明性、优良的机械性能和易加工性等特点被大量应用到NR的改性研究中,PMMA和NR较差的相容性会使其在共混乳液成膜过程中聚集在薄膜表面,影响薄膜制品的性能,因此,通过实现对PMMA的改性来提高聚合物和NR之间的相容性。  本文首先以ε-己内酰胺为乳化剂,用硬单体甲基丙烯酸甲酯和软单体丙烯酸异辛酯合成核壳结构的PMEH-CPL粒子,将其应用于NR的共混改性中。研究发现,PMEH-CPL通过氢键作用,使分子长链缠绕于NR分子表面,形成了新的微观结构;PMEH-CPL的加入使改性薄膜的拉伸强度有一定的提高,且玻璃化转变温度也增大,同时改性薄膜表面变平整,粗糙度下降。  以干酪素(CA)为乳化剂,探究了添加酯侧链端烷基数不同、链段长短不同、Tg值不同的的软单体聚合的丙烯酸树脂对NR共混改性薄膜性能的影响。研究表明NR中添加的聚合物越柔软,分子链越长,Tg值越低,和NR的相容性也越好,具有柔性长链的PMEH分子链Tg值相对较低,易发生分子链的移动缠绕于NR分子上,在微观上均匀地包覆在NR球形粒子外。NR/PMEH改性薄膜表面聚集的粒子最少,表面的粗糙度最低,形成了平整致密的胶膜,同时改性薄膜的拉伸强度、耐老化性能最优。  为进一步提高物化性能,通过引入硅-丙交联体系成功制得交联型具有明显核壳结构的PMHA乳液,与天然乳胶共混后,一方面由于CA和PMHA中所含有的-COOH和-NH2基团易和NR表面的蛋白质发生相互作用,另一方面交联型PMHA和NR分子间的缠绕形成大量物理交联点,使得改性NR/PMHA薄膜的力学性能、表面硬度得到明显的提高。成膜后,膜内孔洞数量明显减少,表面聚集的粒子大大降低,同时改性薄膜的耐溶剂性能、疏水性能和耐热分解性等性能也均得到有效改善。
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