增韧透明聚苯乙烯的制备及热性能.docx
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增韧透明聚苯乙烯的制备及热性能
增韧透明聚苯乙烯的制备及热性能
增韧透明聚苯乙烯的制备及热性能
孟程程,李新法*,陈金周,牛明军
（郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052）
摘要:
以丙烯酸丁酯为增韧单体,采用乳液聚合方法,制备了高韧性透明聚苯乙烯（THIPS）。
利用差示扫描量
热仪（DSC）和热重分析仪（TG）测试了THIPS的热性能。
实验结果表明,聚苯乙烯分子链中引入丙烯酸丁酯后,
使共聚物分子链的柔顺性提高,玻璃化转变温度Tg降低,其冲击强度提高;另外其热分解温度均在400℃以上,说明
其具有较好的热稳定性。
关键词:
高韧性透明聚苯乙烯;丙烯酸丁酯;乳液聚合;热性能
ThePreparationandThermalPropertiesofTransparentHighImpactPolystyrene
MENGCheng-cheng,LIXin-fa,CHENJin-zhou,NIUMing-jun
（SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China）
Abstract:
Choosingbutylacrylateasatougheningmonomer,proceedingcopolymerizationwithstyrene
byemulsionpolymerization,transparenthighimpactpolystyrene（THIPS）wasdeveloped.Thetherma
propertiesofTHIPSwerestudiedbymeansofdifferentscanningcalorimeter（DSC）,andthermogravimetric
analysis（TG）.Theexperimentresultsshowedthatthehigherofbutylacrylatecontentwhichwasintroduced
intothemolecularchainofpolystyrene,thebetterthecopolymermolecularchainsflexibility.Theglass
transparenttemperatureTgdecreased,whiletheimpactstrengthincreased.Inaddition,thecopolymerhad
betterthermalstabilitybecausethethermaldecompositiontemperatureofcopolymerwasallabove400℃
Keywords:
TransparentHighImpactPolystyrene;ButylAcrylate;Emulsion
取6~8mg粉末状样品,利用热重分析仪测定高
韧性透明聚苯乙烯热失重。
N2的流速为20mL/min,
升温速度为10℃/min,从室温升至600℃,参比物
为Al2O3。
2
结果与讨论
2·1 差示扫描量热分析由图1可以看出,ST/BA质量比1/1的THIPS
大约在18·0~40·9℃出现一个台阶,这是因为温度
达到了共聚物的玻璃化转变温度Tg,共聚物的热容
增大,吸收了更多的热量,基线发生了偏移。
通常确
定Tg的方法有多种,这里采用的方法为:
由玻璃化
转变前后的直线部分取切线,再在实验曲线上取一
点,使其平分两切线间的距离,这一点所对应的温度
即为Tg。
按上述方法确定的共聚物的玻璃化转变温
度为29·5℃。
另外在185~225℃出现了一个放热
峰,推测可能是聚苯乙烯均聚物的降解放热。
而ST/BA质量比2/1的THIPS大约在54·8~65·2℃出现一
个台阶,从而确定的共聚物的玻璃化转变转变温度为
60·5℃。
在150~190℃出现一个放热峰,推测可能
是乳化剂发生分解。
由图1可得到THIPS的Tg,如表1所示。
由表1结果分析可得,在聚苯乙烯分子链中引入
丙烯酸丁酯后,由于共聚物分子链的柔顺性提高,所
以其Tg降低,这也是其冲击强度提高的原因。
2·2 热重和微商热重分析
高韧性透明聚苯乙烯的热失重曲线和微商热重曲
线分别如图2和图3所示。
由图2和图3可以得到三种试样的起始降解温度
T0、终止降解温度Tf、质量损失率和降解峰值温度
Tp,结果如表2所示。
通过表2结果分析:
三种试样的热失重过程都分
三个阶段,根据每个阶段的T0、Tf、Tp和质量损失
率,以及乳化剂（十二烷基硫酸钠,SDS）的加入量可推测到第一阶段可能是SDS的分解;另外推测到
第二部分可能为聚苯乙烯均聚物的降解,由于单体没
有蒸馏精制,所以在合成和储存时难免会出现少量的
聚苯乙烯的均聚物;第三阶段为共聚物的降解。
通用
聚苯乙烯的热分解温度一般在330℃左右,而THIPS
由于丙烯酸丁酯的引入而得到提高,热降解温度均达到400℃以上,说明其热稳定性有了明显的提高。
3 结论
1）聚苯乙烯分子链中引入丙烯酸丁酯后,使共
聚物分子链的柔顺性提高,所以其玻璃化转变温度降
低,这也是其冲击强度提高的原因。
2）高韧性透明聚苯乙烯的的热分解温度均在
400℃以上,说明其具有优异的热稳定性。
参 考 文 献
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