基于氢键作用的高玻璃化温度聚苯乙烯制备

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聚苯乙烯是一种通用聚合物,造价低、易加工、用途广。但是,聚苯乙烯的玻璃化温度只有100℃,限制了其更加广泛的应用。提高聚苯乙烯玻璃化温度的方法有两种:1、共聚刚性单体;2、提高聚丙烯的规整度。这些方法虽然玻璃化温度得到提高,但是加工性能变坏。本文采用氢键相互作用,通过增加链间相互作用,限制链运动的方法提高聚苯乙烯玻璃化温度。   为了在聚苯乙烯上带有氢键相互作用点,选用马来酰亚胺与聚苯乙烯共聚。研究了不同温度、不同苯乙烯/马来酰亚胺比例、不同反应时间、不同引发剂浓度对聚合转化率和共聚物组成的影响。为了确保马来酰亚胺在聚合物链上随机分布,聚合过程中滴加马来酰亚胺单体。选用三聚氰胺和2,6-二氨基吡啶作为氢键作用分子与聚苯乙烯中的酰亚胺基团氢键作用,研究了氢键作用分子与酰亚胺基团不同比例;以及氢键作用分子与酰亚胺基团比例相同,不同酰亚胺基团含量聚苯乙烯条件下的体系玻璃化温度。结果表明:三聚氰胺和2,6-二氨基吡啶加入大大提高聚苯乙烯的玻璃化温度。在三聚氰胺存在下,含有5.05mol%酰亚胺基团的聚苯乙烯的玻璃化温度达到122℃,比纯聚苯乙烯高出22℃。如果增加三聚氰胺的量,出现两个玻璃化温度,一个高于122℃,另外一个要低的多。原因是未参与氢键作用的三聚氰胺作为增塑剂所致。2,6-二氨基吡啶也可以提高聚苯乙烯的玻璃化温度,但是,提高效率不如三聚氰胺高,原因是2,6-二氨基吡啶不能像三聚氰胺那样形成氢键交联网络,而仅仅是与聚苯乙烯链上的酰亚胺基团氢键作用形成配合物,体系犹如苯乙烯与一个大的刚性单体共聚物。聚苯乙烯中加入三聚氰胺后,仍然能够很容易地溶解于DMS0和CH2Cl2,表明酰亚胺与三聚氰胺的作用是次级作用。
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