赵翔答辩-中山大学教育技术培训中心

无机粒子填充间规聚苯乙烯结晶性能研讨

争辩人：赵翔指点人：麦堪成教授陆明博士二零零六年五月十五日.报告内容研讨背景无机粒子填充间规聚苯乙烯结晶行为的研讨单体接枝改性滑石粉填充间规聚苯乙烯结晶行为及晶型的研讨结论.一、研讨背景间规聚苯乙烯间规聚苯乙烯〔Syndiotacticpolystyrene,sPS〕1986年用茂金属催化剂合成，是一种新型工程塑料。可用作耐热阻燃资料、半浸透资料、机械零部件等。有α、β、γ、δ四种晶型，α晶和β晶主要由热处置得到，γ和δ晶主要由溶剂诱导生成.Rosa等提出的α晶型sPS晶体构造表示图.间规聚苯乙烯的晶型熔融温度(Tmax)对sPS结晶温度和晶型的影响提高Tmax降低结晶温度，有利于构成β晶。在WAXD谱图上，α晶〔2θ≈6.7,11.7,14.1,15.6and18.0o)，β晶〔2θ≈6.2,10.4,12.4,13.7,18.6,and21.3o).间规聚苯乙烯的改性玻璃纤维填充间规聚苯乙烯

粘土填充间规聚苯乙烯工程塑料改性间规聚苯乙烯

.本课题所研讨的无机填料

填充sPS二氧化硅填充sPS〔sPS-SiO2〕氢氧化镁填充sPS〔sPS-Mg(OH)2〕二氧化钛填充sPS〔sPS-TiO2〕滑石粉(Talc)填充sPS〔sPS-Talc〕.课题意义结晶高分子在模量、硬度、拉伸强度等方面具有优良的性质。无机粒子来填充聚合物，不仅本钱低廉，而且可获得优良的热性能和力学性能，具有宽广的运用前景。经过讨论无机粒子填充sPS的结晶性能，对进一步研讨sPS运用加工条件，改善其力学性能以及降低本钱有重要意义。

.课题创新性对滑石粉等四种无机粒子填充改性sPS结晶性能方面的研讨未见报道。本课题初次以熔融法制备了二氧化硅、二氧化钛、氢氧化镁以及滑石粉填充sPS复合资料；并进一步讨论了苯乙烯〔St〕与丙烯酸〔AA〕/马来酸酐〔MAH〕接枝改性滑石粉填充sPS复合资料〔sPS-Talc〕结晶行为和晶型。.二、实验部分熔融法sPS，5wt%填料密炼机熔融5min1.样品制备球磨单体改性单体、引发剂(AIBN)、滑石粉250mL球磨罐1h，转速300r/min转速50r/min抽提真空枯燥.2.样品表征示差扫描量热仪〔DSC〕———研讨结晶温度从50oC以10oC/min升温至最高熔融温度，然后再以10oC/min降至50oC，再以10oC/min升温至290oC，记录每次升温暖降温时曲线。广角X射线粉末衍射〔WAXD〕———研讨晶型样品从3o以2o/min扫至30o.〔一〕无机粒子填充间规聚苯乙烯结晶行为的研讨

图1Tmax=275oC时不同填充sPS复合资料的结晶曲线.〔一〕无机粒子填充间规聚苯乙烯结晶行为的研讨

图2Tmax=290oC时不同填充sPS复合资料的结晶曲线.〔一〕无机粒子填充间规聚苯乙烯结晶行为的研讨

图3Tmax=320oC时不同填充sPS复合资料的结晶曲线.〔一〕熔融法制样结晶趋势图图4熔融法制得sPS纯料及各填料填充sPS结晶峰温趋势图Tmax＝275oC和290oC时，参与填料使sPS结晶峰温降低〔滑石粉除外〕；Tmax＝320oC时，参与填料使sPS结晶峰温升高。.解释如下：较低Tmax下，熔体中有残留晶体和无机填料，高分子链段对本身残留晶体的亲和力强于无机填料，因此无机填料不起异相成核作用，反而能够妨碍链段排入晶格，因此结晶温度降低。较高Tmax下，残留晶体完全熔融，此时无机填料起到异相成核作用，结晶温度升高。但滑石粉在一切温度范围内均起到异相成核作用，因此可使结晶温度提高。.由熔融法结晶曲线可以看出，滑石粉具有与其它填料不同特性，用滑石粉填充sPS可以使其结晶峰温在不同的Tmax下都有提高〔即受Tmax影响不大〕，经过查阅文献，分析能够是以下两个缘由所致：滑石粉外表具有亲油性，更易于与sPS相结合。滑石粉内部为层状构造，层与层间空间使得sPS链段与滑石粉结合更严密。*滑石粉的特性*.〔二〕St与AA/MAH接枝改性Talc填充sPS复合资料结晶行为及晶型的研讨St：苯乙烯AA：丙烯酸MAH：马来酸酐.不同单体改性sPS-Talc结晶曲线图5Tmax=275oC接枝改性sPS-Talc的结晶曲线.不同单体改性sPS-Talc结晶曲线图6Tmax=290oC接枝改性sPS-Talc的结晶曲线.不同单体改性sPS-Talc结晶曲线图7Tmax=320oC接枝改性sPS-Talc的结晶曲线.不同单体改性sPS-Talc结晶趋势图Tc/℃图8不同单体改性sPS-Talc结晶趋势图.小结改性后的sPS-Talc在不同Tmax下结晶，结晶温度均高于sPS纯料结晶温度。阐明经过AA和MAH单体接枝改性后的滑石粉仍具有异相成核作用。.不同单体改性sPS-Talc的WAXD图谱图9Tmax=275oC接枝改性sPS-Talc的WXRD图谱.不同单体改性sPS-Talc的WAXD图谱图10Tmax=290oC接枝改性sPS-Talc的WXRD图谱.不同单体改性sPS-Talc的WAXD图谱图11Tmax=320oC接枝改性sPS-Talc的WXRD图谱.小结在较低Tmax〔275℃、290℃〕下，sPS纯料和未改性的sPS-Talc复合资料均得到α与β混合晶型；而改性sPS-Talc复合资料只得到β晶。而在较高Tmax〔320℃〕下，α晶晶核完全熔融，sPS及其复合资料均得到纯β晶。阐明经AA和MAH接枝改性的滑石粉对sPS的β晶有诱导作用。.总结实验制备了四种无机填料填充间规聚苯乙烯〔sPS〕复合资料及单体改性滑石粉填充sPS，并对其结晶行为和晶型进展了研讨。研讨阐明，在较低熔融温度下下，参与SiO2、Mg(OH)2、TiO2会妨碍sPS结晶。而在较高熔融温度下那么起到异相成核作用，可提高sPS结晶温度。3.滑石粉在一切Tmax下sPS结晶时均起到异相成核作用，而且比其他三种无机填料作用更加明显。.4.未改性的滑石粉对sPS晶型均无影响。5.以St和AA/MAH接枝改性的滑石粉对sPS仍具有异相成核作用，并能诱导sPS构成β晶。.