輻射誘導自增容PET增韌體系的構築及機理研究

《輻射誘導自增容PET增韌體系的構築及機理研究》是依託中國科學技術大學，由葛學武擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：輻射誘導自增容PET增韌體系的構築及機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：葛學武
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本申請項目擬以輻射接枝聚合為手段，以相界面物理化學理論為基礎，以不同類型PET基材（薄膜、微球、顆粒）為研究對象，通過輻射接枝 、強化輻射接枝和Pickering乳液輻射接枝等方法，研究不同接枝條件下的接枝規律和接枝物形貌，製備PET自增容劑，並套用於PET增韌體系，考察其增容效果；利用輻射法製備多種PET各向異性（Janus）微球，並作為自增容劑，探討Janus微球在PET增韌體系中套用的可行性；通過三元共混體系（PET-增韌劑-PET自增容劑）相界面的分析和脆性-韌性轉變的表征，研究輻射誘導自增容的效果，為新型PET增韌體系的構築奠定理論和實驗基礎。由於輻射誘導的PET自增容劑具有獨特的物理化學性質，分別以分子水平與PET和增韌劑相容，因而對其形態控制和增容機理的研究，必將為傳統的PET增韌體系的設計開拓新的研究領域。輻射誘導自增容的新概念在其它聚合物合金領域亦具有極其誘人的套用前景。

結題摘要

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）缺口衝擊性能差，限制了其在工程結構材料領域的廣泛套用。常用的彈性體增韌劑與PET相容性差，對PET的增韌效果不佳，因而提高PET與彈性體增韌劑之間的相容性是製備高韌性PET合金的關鍵。本項目的研究按計畫以輻射接枝聚合技術為手段，通過PET表面輻射接枝、加入交聯劑原位輻射接枝，以及與合成有機/無機Janus微球共混的方法，促進PET與彈性體相間的相互作用，並對各類增容後的PET/彈性體合金體系的增韌機理及脆性-韌性轉變進行了探討，研究結果為構建新型PET增韌體系提供了理論基礎和實踐指導。經過四年的探索，本項目取得了以下主要成果：①利用-射線輻射接枝的方法，直接在PET樹脂上成功接枝上聚乙烯基類高分子鏈，形成的微量接枝共聚物可有效提高PET與彈性體增韌劑之間的相容性，使體系在較低的彈性體含量時即出現脆韌轉變，大大增強了彈性體對PET的增韌效果，同時不損失PET合金的強度。②將交聯劑TMPTA混入PET/彈性體合金，用-射線輻射強化體系內的接枝反應，原位生成接枝物增容劑，有效提高了彈性體對PET的增韌效果。③製備了雪人型PS/SiO2及樹莓型PET/PAN微球，並與PET和彈性體共混，共混體系的韌性有明顯的提高。④利用輻射接枝的方法在氧化石墨烯（GO）表面修飾功能單體或極性聚丙烯酸鏈，將改性後的GO引入到PET和彈性體體系中，發現極少量的改性GO可明顯的提高PET/彈性體合金的衝擊強度。 以上研究成果及相關工作已在Ind. Eng. Chem. Res.、J. Mater. Chem.和Radiat. Phys. Chem.等SCI或CSCD檢索期刊上發表論文共34篇，還有數篇論文正在投稿過程中。因此，本項目已達到預期的研究目標，其研究成果證實了輻射誘導自增容的概念及效果，為傳統的PET增韌體系的設計和製備開拓了新方法，並可推廣至其它高強高韌的聚合物合金體系。