预聚甲基丙烯酸甲酯_丁苯橡胶对聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能

1、加工 应用合成橡胶工业,2008-09-15,31(5):394396CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY预聚甲基丙烯酸甲酯/丁苯橡胶对聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能的影响李海花,孟庆华,孟庆云22*(1 北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130081)摘要:以预聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丁苯橡胶(SBR)为散射剂、聚苯乙烯(PS)为基体制备了高聚物光散射材料,研究了预聚MMA和SBR的添加量对高聚物材料光散射性能的影响。结果表明,当SBR为0 02%、预聚MMA为0 04%0 08

2、%时,可得到透光率不小于75%、雾度不小于80%的以PS为基体的高聚物光散射材料;预聚MMA的添加量与高聚物光散射材料的雾度呈现较强烈的振荡变化关系,和透光率之间的振荡变化关系略弱;SBR添加量和高聚物光散射材料的雾度之间呈现振荡变化关系,和透光率之间则没有明显的振荡变化关系。关键词:甲基丙烯酸甲酯;丁苯橡胶;聚苯乙烯;光散射;雾度;透光率中图分类号:TQ325 2 文献标识码:B 文章编号:1000-1255(2008)05-0394-03近年来,光散射材料被用作液晶显示器的背光源材料,以及各种显示器的散射板、背投影屏幕等。在光散射材料的研发方面,国内目前大3-45多采用乳液溶胀法和分散聚合

3、法制备出作为光散射剂的聚合物微球,研究其不同粒径对聚甲基丙烯酸甲酯材料光散射性能的影响。聚苯乙烯(PS)的透光率为90%,可以作为光散射材料的基体材料,但它存在硬度低、脆性大、容易产生银纹和裂纹以及耐热性差的缺陷,因而使其应用范围受到限制。在制备以PS为基体的PS/聚甲基丙烯酸甲酯高聚物光散射材料中添加粉末丁苯橡胶(SBR),可在保证材料光散射性能的基础上,弥补PS的上述缺陷,扩大其使用范围。本工作在以6原位预聚法制备的预聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)和SBR为散射剂、PS为基体的高聚物光7散射材料研究的基础上,探讨了预聚MMA、SBR的用量对雾度、透光率的影响,目的是通过调节散射剂的添加量来调控

4、以PS为基体的高聚物材料的光散射性能。1-2苯乙烯,分析纯,北京市兴津化工厂生产,使用前均经减压蒸馏提纯。过氧化苯甲酰(BPO),化学纯,北京金龙化学试剂有限公司生产,用前溶于氯仿,经甲醇沉淀、过滤、干燥精制后使用。粉末SBR,中国化工研究院提供。1 2 试样制备预聚MMA 在干燥的反应瓶中加入1mLMMA和0 0047g的BPO,混合均匀后在80!的恒温水浴中加热30min,得到预聚MMA。高聚物光散射材料 将SBR和预聚MMA以一定的配比添加到苯乙烯单体中,混合均匀后在80!下进行聚合反应5h。当体系的黏度达到要求时,取出,置于室温下继续反应,直至固化,得到以预聚MMA和SBR为散射剂、P

5、S为基体的高聚物光散射材料。1 3 分析与测试高聚物光散射材料的雾度、透光率用上海精密科学仪器有限公司生产的WGT-S型透光率/收稿日期:2007-05-08;修订日期:2008-06-28。1 实验部分1 1 主要原材料,作者简介:李海花(1979),女,硕士研究生。基金项目:国家自然科学基金资助项目(50673006)*第5期 李海花等 预聚甲基丙烯酸甲酯/丁苯橡胶对聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能的影响 395雾度测定仪测定。2 结果与讨论2 1 预聚MMA添加量由图1可见,在没有添加SBR的情况下,随着预聚MMA添加量的增大,PS的雾度呈现抛物线形式变化,在预聚MMA的质量分数为0 04

6、%时,其雾度出现1个最小值,为44%;而PS的透光率为70%85%,与预聚MMA添加量之间呈现出振荡变化关系。2 2 SBR添加量由图3可以看出,当预聚MMA的质量分数为0 04%时,PS的雾度和SBR添加量之间也呈现出振荡变化关系。没有添加SBR时,样品的雾度为44%;当SBR质量分数为0 02%时,PS的雾度达到了83%。这说明SBR很小的添加量就可以引起PS的雾度较大的改变。由图3还可以看出,当SBR质量分数为0 02%时,PS的透光率在75%以上,但PS的透光率和SBR添加量之间并没有呈现出明显的振荡变化关系,即SBR添加量的变化对透光率影响不大。这一方面是由于SBR中存在与PS相似的

7、链段结构,相互间能够发生相互作用,分散相和连续相界面处形成一定厚度的相容区即界面层;界面层的存在致使PS分子链的运动发生变化,而其界面层的厚度和二者组成又有一定的关系。由于SBR添加量的不同,二者组成亦发生改变,从而引起界面层厚度的变化,进而导致体系光散射性能的改变,因此SBR的添加能Fig1 Effectofmassfractionofpre polymerizedMMAonlightscateringpropertiesofPSintheabsenceofSBR引起雾度的明显变化。另一方面,由于SBR的折光指数和预聚MMA的折光指数基本一致,故小尺寸SBR很少的添加量不会引起PS/预聚MM

8、A高聚物光散射材料透光率的明显变化。由图2可见,当添加质量分数为0 02%的SBR时,PS的雾度随预聚MMA添加量的变化趋势与不加SBR时有所不同,在预聚MMA的质量分数为0 02%和0 08%时出现2个极小值,分别为52%和59%,相应的透光率分别为81%和79%,PS的雾度和预聚MMA添加量之间呈现出振荡变化关系。PS的透光率和预聚MMA添加量之间仍呈现振荡变化关系,但振荡幅度比不加SBR时有所减小。图1、图2中的雾度、透光率与预聚MMA添加量之间的变化关系曲线与理论计8算基本吻合。Massfractionofpre polymerizedMMA0 04%Fig3 Effectofmass

9、fractionofSBRonlightscateringpropertiesofPS由图4可见,当预聚MMA的质量分数为0 08%时,PS的雾度和SBR添加量之间仍呈现振荡变化关系。没有添加SBR时,PS的雾度为80%;当SBR的量为0 02%时,雾度达到了85%(此时透光率约为75%)。对比图3和图4可知,MassfractionofSBR0 02%Fig2 Effectofmassfractionofpre polymerizedlingp预聚MMA的添加量越大,SBR的添加量对PS的雾度影响越小。由图4还可以看出,PS的透光率396 合 成 橡 胶 工 业 第31卷这一结果与用量子力学

10、理论计算的结果基本吻合8着预聚MMA添加量的增加,其雾度呈现出较强烈的振荡变化,但透光率的振荡趋势略弱;SBR添加量和高聚物光散射材料的雾度之间呈现振荡变化关系,而和透光率之间则没有明显的振荡变化关系。参考文献:1 MinoruI,ItsuoT,KazuoN Lightscatteringmateria:lUS,5744534P 1998-04-282 秦庆戊 新型光散射材料的研制与开发状况J 化工新型材料,2000,28(4):20-223 WuJiun chen,WorkWJ,DunkelbergerDL,etal Thermoplasticandthermosetpolymercompo

11、sitions:US,5346954P 1994-09-134 WuJiun chen,WorkWJ,DunkelbergerDL,etal Thermoplasticandthermosetpolymercompositions:US,5237004P 1993-08-175 陆馨,辛忠 微米级聚苯乙烯/聚硅氧烷核壳微球的制备、表征及其作为光散射剂的应用J 化工学报,2006,57(4):960-9636 邢华,孟庆云 原位预聚法制备PMMA/PS复合光散射材料J 塑料,2006,35(3):27-297 高峰,曹贤武,童真 具有高散射能力的聚合物导光材料J 材料研究学报,1998,12(6

12、):619-6238 颜慧贤,孟庆华,孟庆云 PS对PMMA光散射性能的影响J 中国塑料,2007,21(7):48-51。Massfractionofpre polymericMMA0 08%Fig4 EffectofmassfractionofSBRonlightscateringpropertiesofPS3 结 论通过调节散射剂预聚MMA和SBR的添加量能够达到调控以PS为基体的高聚物材料光散射性能的目的,当SBR为0 02%、预聚MMA为0 04%0 08%时,可得到透光率不小于75%、雾度不小于80%的以PS为基体的高聚物光散射材料;预聚MMA的添加量与高聚物光散射材料的雾度和透光

13、率之间均呈现振荡变化关系且,随Influenceofpre polymerizedmethylmethacrylate/butadienestyrenerubberonlightscatteringpropertiesofhighpolymerwithpolystyreneasmatrixLiHaihua,MengQinghua,MengQingyun(1 KeyLaboratoryofBeijingCityonPreparationandProcessingofNovelPolymerMerterials,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beiji

14、ng100029,China;2 ChangchunInstituteofOpticsofFineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130081,China)Abstract:Polymericlightscatteringmaterialwassynthesized,inwhichpre polymerizedmethylmethacrylate(MMA)/butadiene styrenerubber(SBR)asscatterer,poly styrene(PS)asmatrixmaterial Theeffect

15、sofpre polymer izedMMAandSBRamountonlightscatteringpropertiesofpolymericmaterialwerestudied Theresultsindicatedthatthelightscatteringmaterialcouldbeobtained,whichtrans mittancewasnolessthan75%andhazenolessthan80%whenmassfractionofSBRwas0 02%,andmassfractionofpre polymerizedMMAwas0 04%-0 08% Therewasin tensiveoscillatingvariationrelationshipbetweenamountofpre polymerizedMMAandhazeoflightscatteringmateria,lbutweakoscillatingvariationrelationshipfortra