竹粉“活性”可控自由基聚合改性及其复合材料的研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:zhangjun3812
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竹塑复合材料是以竹粉作为增强材料,以塑料为基体,经高温混合、成型加工而制得的一种新型绿色环保复合材料。由于这种材料综合了竹材与塑料的性能特点,因而具有明显的优势与良好的发展。但因为竹粉与非极性塑料之间不能很好相容,使竹塑复合材料的物理机械性能受到影响,制约了竹塑复合材料的应用与推广。因此,如何提高竹粉与塑料之间的界面相容性是竹塑复合材料研究领域中一个重要课题。本文通过采用电子活化再生原子转移自由基聚合(AGET ATRP)技术在竹粉表面接枝聚合高分子单体,降低竹粉表面极性,改善竹粉与塑料之间的相容性。采用2-溴异丁酰溴(BIBB)为引发剂,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制备了竹粉大分子引发剂。探究了引发剂浓度、反应温度以及反应时间对大分子引发剂制备的影响,确定大分子引发剂较佳制备条件。然后,我们以修饰过的竹粉为大分子引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体, FeCl3·6H2O/PPh3为催化体系,抗坏血酸(Vc)为还原剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用AGETATRP法制备接枝改性竹粉。研究了接枝共聚过程中单体浓度、催化剂用量、还原剂用量、反应温度及时间等对接枝反应的影响,并采用红外光谱、X射线衍射、同步热分析、环境扫描电镜、表面接触角等对接枝改性的竹粉进行表征和分析。证明接枝聚合反应成功。接触角测定结果表明竹粉接枝改性后具有很好的疏水性能。在此基础上,将改性竹粉与聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)进行复合,并对复合材料的微观形貌、力学性能、热性能及流变性能等进行了表征。结合SEM、力学性能和流变性能分析,表明竹粉经接枝改性后能有效地改善竹粉与PETG基体之间的相容性。此外,我们还尝试在竹粉表面接枝甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)单体,采用红外光谱、X射线衍射、同步热分析、环境扫描电镜等手段进行分析,结果表明,甲基丙烯酸三氟乙酯成功地接枝到竹粉表面。
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