SBA-15對PMMA復(fù)合材料性能的影響及孔道內(nèi)MMA溶液聚合的研究.pdf

1、本文利用介孔分子篩SBA-15以及改性的SBA-15(M-SBA-15),采用原位溶液聚合法制備了一系列復(fù)合材料,以期對聚合物進(jìn)行增強(qiáng),研究了SBA-15的用量和M-SBA-15的類型等對聚合物性能的影響,并將SBA-15作為―微反應(yīng)器‖,對SBA-15孔道內(nèi)部MMA溶液聚合反應(yīng)進(jìn)行了深入研究,研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)采用水熱法成功合成了介孔分子篩SBA-15,通過原位自由基溶液聚合制備了聚甲基丙烯酸甲酯/SBA-15復(fù)合

2、材料(PMMA/SBA-15),通過FT-IR、TG、DSC、GPC等測試手段研究了SBA-15的用量對溶液聚合單體轉(zhuǎn)化率、分子量及其分布的影響,以及對所得聚合物復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能的影響。研究表明,相比純的PMMA,復(fù)合材料的性能在一定程度上得到了改善。
　　(2)分別采用硅烷偶聯(lián)劑M(KH-151、KH-550、KH-570)對介孔分子篩SBA-15進(jìn)行了改性,然后通過原位自由基溶液聚合法制備了PMMA/M-SBA-1

3、5納米復(fù)合材料,利用XRD測試了改性分子篩M-SBA-15晶體結(jié)構(gòu),研究了含量為1％的不同改性介孔分子篩M-SBA-15對MMA原位溶液聚合得到的PMMA分子量及其分布的影響,并進(jìn)一步研究了對所制備的PMMA/M-SBA-15復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能的影響。研究表明,與純的PMMA和使用未改性的介孔材料相比,添加改性后的SBA-15提高了復(fù)合材料的分子量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和較高溫度(>80℃)下的力學(xué)性能,其中使用含雙鍵的偶聯(lián)劑效果更

4、好。
　　(3)有序介孔材料的孔道可作為聚合反應(yīng)的“微反應(yīng)器”。利用SBA-15的介孔孔道結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)引發(fā)劑的用量,在其內(nèi)部進(jìn)行了MMA的原位溶液聚合反應(yīng),采用XRD、N2吸附-脫附、FT-IR、GPC、TG、SEM等測試手段對該復(fù)合材料進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,該復(fù)合材料的比表面積、孔徑有所降低,但仍保持介孔結(jié)構(gòu),且孔道內(nèi)部的PMMA的熱學(xué)性能有顯著提高,利用介孔“微反應(yīng)器”能夠調(diào)整引發(fā)劑的用量獲得優(yōu)異性能的聚合物。
　

5、　(4)將含MMA的甲苯溶液載入到“微反應(yīng)器”中,通過溶液聚合法使得MMA在孔道內(nèi)部形成聚合物。通過XRD、FT-IR、N2吸附/脫附、GPC、1H-NMR、TG和DSC測試手段對M-SBA-15、PMMA/M-SBA-15復(fù)合材料以及孔道內(nèi)PMMA進(jìn)行了分析測試。研究表明,PMMA載入到介孔分子篩的孔道中。與傳統(tǒng)的溶液聚合所得的PMMA相比,介孔孔道內(nèi)所得的PMMA的分子鏈的間規(guī)立構(gòu)度有所提高,其分子量約為傳統(tǒng)溶液聚合的十幾倍,初始熱