【摘要】：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是剛性無(wú)定形聚合物,具有優(yōu)異的耐紫外線性能與光學(xué)性能使PMMA被廣泛的應(yīng)用于日常生活中多個(gè)領(lǐng)域。PMMA的主要缺點(diǎn)是脆性以及對(duì)缺口的敏感性,因此對(duì)PMMA的增韌改性研究一直很受研究人員的關(guān)注。本論文利用乳液聚合方法合成了以聚丁二烯橡膠(PB)為核,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為殼的PB-g-MMA核殼粒子增韌劑,核殼比控制為80/20,將其用于PMMA樹(shù)脂的增韌。由于PMMA基體樹(shù)脂纏結(jié)密度低,增韌PMMA斷裂過(guò)程中產(chǎn)生銀紋,因此很難達(dá)到較高的沖擊強(qiáng)度。因此,本文將與PMMA具有良好相容性的聚碳酸酯(PC)、聚偏氟乙烯(PVDF)分別引入到PMMA基體中,調(diào)控基體的鏈纏結(jié)密度,從而獲得更好的沖擊強(qiáng)度。研究結(jié)果表明,在PMMA/PB-g-MMA共混體系中,當(dāng)PB-g-MMA含量為20wt%,PC含量為0%時(shí),PMMA的沖擊強(qiáng)度從9J/m提高到29J/m,增加了近2倍�；w中隨著PC含量的增加,材料的沖擊韌性不斷提高,當(dāng)PC含量為40wt%時(shí),共混物的沖擊強(qiáng)度達(dá)到51J/m,PMMA的沖擊性能提高了4倍。另一方面,在體系中加入Mg O促進(jìn)PC與PMMA的酯交換反應(yīng),結(jié)果共混物表現(xiàn)出更高的沖擊韌性。斷裂機(jī)理表明,PB-g-MMA增韌PMMA共混物主要以銀紋方式發(fā)生斷裂,PC的引入能夠使共混物發(fā)生剪切屈服斷裂,提高了材料的韌性。在PMMA/PVDF體系中,當(dāng)PB-g-MMA含量為20wt%,基體為PMMA樹(shù)脂時(shí),共混物的沖擊強(qiáng)度為30J/m。基體中隨著PVDF含量的增加,材料的沖擊韌性不斷提高,當(dāng)PVDF含量為40wt%時(shí),共混物的沖擊強(qiáng)度高達(dá)300J/m。斷裂機(jī)理表明,PVDF的引入可以使PMMA共混物發(fā)生剪切屈服斷裂,吸收大量的沖擊能,提高了材料的韌性。此外,固定PVDF含量為30wt%,改變共混物中PB-g-MMA核殼粒子的含量。研究發(fā)現(xiàn)隨著核殼粒子含量的增加,共混物的沖擊強(qiáng)度逐漸提高。當(dāng)PB-g-MMA含量為30wt%時(shí),材料沖擊強(qiáng)度接近350J/m。增韌機(jī)理表明,橡膠粒子的空洞化和基體的剪切屈服是導(dǎo)致材料發(fā)生韌性斷裂的根本原因。因此,通過(guò)在PMMA基體中引入PC、PVDF顯著提高了PB-g-MMA對(duì)PMMA的增韌效率,獲得了沖擊韌性優(yōu)異的PMMA共混材料。
[Abstract]:Poly (methyl methacrylate) (PMMA) is a rigid amorphous polymer with excellent UV resistance and optical properties. PMMA is widely used in many fields of daily life. The main disadvantage of PMMA is its brittleness and its sensitivity to notches. Therefore, the study of toughening and modification of PMMA has been paid much attention by researchers. In this paper, PB-g-MMA core-shell toughening agent with polybutadiene rubber (PB) as core and polymethyl methacrylate (PMMA) as shell was synthesized by emulsion polymerization. The core-shell ratio was controlled to 80 / 20, which was used to toughen PMMA resin. Because of the low tangle density of PMMA matrix resin and the formation of crazing during the fracture of toughened PMMA, it is difficult to achieve high impact strength. Therefore, the polycarbonate (PC),) polyvinylidene fluoride (PVDF), which has good compatibility with PMMA, is introduced into the PMMA matrix respectively to regulate the chain entanglement density of the PMMA matrix and obtain better impact strength. The results show that when the content of PB-g-MMA is 20 wtand the content of PC is 0, the impact strength of PMMA increases from 9J/m to 29J / m, which is nearly twice as high as that of PMMA. With the increase of PC content in the matrix, the impact toughness of the blends increases continuously. When the content of PC is 40 wt%, the impact strength of the blends reaches 51J / mMMA, and the impact strength of the blends increases by 4 times. On the other hand, the addition of Mg O in the system can promote the transesterification between PC and PMMA, resulting in higher impact toughness of the blends. The fracture mechanism shows that the fracture of PB-g-MMA toughened PMMA blends is mainly in the form of silver stripes, and the introduction of PC can make the blends shear yield fracture and improve the toughness of the blends. In PMMA/PVDF system, when the content of PB-g-MMA is 20 wtand the matrix is PMMA resin, the impact strength of the blend is 30 J / m. With the increase of PVDF content in the matrix, the impact toughness of the blends increases. When the content of PVDF is 40 wt%, the impact strength of the blends reaches 300J / m. The fracture mechanism shows that the introduction of PVDF can make the PMMA blends shear yield fracture, absorb a large amount of impact energy, and improve the toughness of the materials. In addition, the content of PB-g-MMA core-shell particles in the blend was changed by fixing the content of PVDF for 30 wt. It is found that the impact strength of the blends increases with the increase of the content of core-shell particles. When the PB-g-MMA content is 30 wt%, the impact strength of the material is close to 350 J / m. The toughening mechanism shows that the cavitation of rubber particles and the shear yield of the matrix are the fundamental causes of ductile fracture. Therefore, by introducing PC,PVDF into the PMMA matrix, the toughening efficiency of PB-g-MMA to PMMA was improved significantly, and the PMMA blend with excellent impact toughness was obtained.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O632.52

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本文編號(hào)：2387421