【摘要】：以不同分子量聚乙二醇(PEG)、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯腈(AN)為主要原料,采用兩步法先合成大分子單體(HMPEG),然后利用水相沉淀法,將大分子單體與丙烯腈(AN)以及第三單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝共聚,形成一種以丙烯腈和甲基丙酸甲酯聚合物P(AN-coMMA)為主鏈,大單體(HMPEG)為側鏈的系列接枝型相變材料P(AN-co-MMA)-g-HEPEG。通過傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、差示掃描量熱(DSC)、熱重(TG)和X射線衍射(XRD)對大單體和共聚物的結構、相變行為、熱穩(wěn)定性和晶體結構進行了研究。結果表明,合成的大分子單體及其共聚物是一系列具有穩(wěn)定的結構、良好的結晶性能、高相變焓及良好熱穩(wěn)定性的相變材料。當PEG分子量為4 000時(m(HMPEG)∶m(AN)=45∶45),接枝型相變材料P(AN-co-MMA)-g-HMPEG4000的熔融峰溫度為52℃,結晶峰溫度為26℃,熱焓為31J/g,在290℃以下熱穩(wěn)定性良好,可用于加工或使用溫度較高的環(huán)境。
【圖文】：

這是因為ＰＥＧ分子量增大，其運動質(zhì)點體積增大，晶態(tài)與非晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)變需要更多的能量；（２）與ＰＥＧ相比較，同分子量的大單體相變溫度和相變焓均明顯下降，這是ＭＤＩ限制了ＰＥＧ的結晶性所導致的，使得ＰＥＧ結晶在較低溫度就被破壞，導致其相變溫度下降，同時，ＭＤＩ的引入使實際參與結晶的ＰＥＧ鏈節(jié)數(shù)目減少，相當于ＰＥＧ的分子量下降，進一步使得大分子單體相變焓值和相變溫度均下降；另一方面單位質(zhì)量下的ＰＥＧ（相變物質(zhì)）含量下降也會使得大單體的相變焓值下降。圖２ＰＥＧ和ＨＭＰＥＧ的ＤＳＣ曲線Ｆｉｇ２ＤＳＣｃｕｒｖｅｓｏｆＰＥＧａｎｄＨＭＰＥＧ表１ＨＭＰＥＧ和Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ的ＤＳＣ分析數(shù)據(jù)Ｔａｂｌｅ１ＤＳＣａｎａｌｙｚｅｄａｔａｏｆＨＭＰＥＧａｎｄＰ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧＳａｍｐｌｅＴｍ／℃ΔＨｍ／Ｊ·ｇ－１ＴＣ／℃ΔＨｃ／Ｊ·ｇ－１ＰＥＧ２０００５２．４１１６８．７３４．２７１６９．１ＨＭＰＥＧ２０００４０．０８７３．９０１３．０４７０．７３ＰＥＧ４０００５６．１５１６４．８３８．８２１６８．１ＨＭＰＥＧ４０００４８．０３１３３．３２６．９７１３２．３ＰＥＧ６０００６１．６２１６８．９４１．９０１６９．８ＨＭＰＥＧ６０００５２．２９１３６．３２８．４６１３５．８２．２接枝共聚物的結構與性能綜合考慮大分子單體的相變溫度和相變焓，，選用ＨＭＰＥＧ４０００作為共聚單體，進一步與ＡＮ和ＭＭＡ共聚制備側鏈型相變材料Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭ－ＰＥＧ４０００。ＨＭＰ

在１６００和１１０５ｃｍ－１處的吸收峰分別對應支鏈ＨＭＰＥＧ中的苯環(huán)和醚氧鍵吸收峰，以上表明接枝共聚物Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００被成功制備。圖３ＨＭＰＥＧ４０００、Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００的紅外吸收光譜Ｆｉｇ３ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＨＭＰＥＧ４０００ａｎｄＰ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００２．２．２接枝共聚物Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００）的相變行為圖４和表３分別為接枝共聚物的ＤＳＣ曲線和數(shù)據(jù)，從表３可以看出，接枝共聚物Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００的熔融峰溫度和結晶峰溫度隨著ＡＮ的含量增大無明顯變化，這主要是因為高分子的相變點的本質(zhì)是由高分子本身組成決定的，同一種物質(zhì)的相變點是相同的；接枝共聚物Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭ－ＰＥＧ４０００的熔融焓和結晶焓隨著ＡＮ含量增大有逐漸下降的趨勢，這是由于主鏈Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）對相變焓沒有貢獻，支鏈ＨＭＰＥＧ４０００含量的減少會降低單位質(zhì)量中材料的相變焓。圖４接枝共聚物Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００的ＤＳＣ曲線Ｆｉｇ４ＤＳＣｃｕｒｖｅｓｏｆｇｒａｆｔｐｏｌｙｍｅｒＰ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００表３Ｐ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００的ＤＳＣ分析數(shù)據(jù)Ｔａｂｌｅ３ＤＳＣａｎａｌｙｚｅｄａｔａｏｆＰ（ＡＮ－ｃｏ－ＭＭＡ）－ｇ－ＨＭＰＥＧ４０００ＳａｍｐｌｅＴｍ／℃
【作者單位】： 大連工業(yè)大學紡織與材料工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51373027) 遼寧省自然科學基金資助項目(2015020221)
【分類號】：TB34

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本文編號：2517068