《PMMA在PPS基體中原位降解過程及材料結構、性能研究》是依託四川大學，由王孝軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：PMMA在PPS基體中原位降解過程及材料結構、性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王孝軍
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於涉及到加工過程中可能的降解問題，目前可與耐高溫聚合物如聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）等進行合金加工的聚合物種類十分有限。申請者提出使一種聚合物在另一種聚合物中原位降解，在基體中均勻引入內應力，並達到對基體聚合物改性目的的構想。通過前期的預研工作證實此方法至少在聚苯硫醚/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混體系下是可行的，少量PMMA在PPS基體中的部分降解有助於提高材料的韌性，同時材料的拉伸與彎曲強度基本保持原有水平。本項目擬採用原位降解的方法製備PPS/PMMA原位降解複合材料，進行PMMA降解機理、產物分布、降解過程對材料性能影響及材料的穩定性等方面研究，闡明PMMA在加工條件下聚苯硫醚基體中的降解機制，揭示分散相材料降解對材料整體性能影響的規律，為人們更好了解聚合物在合金中的降解過程及推廣聚合物原位降解改性技術奠定基礎，同時也為有效利用聚合物降解過程提供新思路。
結題摘要
聚苯硫醚（PPS）是一種具有優異綜合性能的特種工程塑膠，近年來已在國內實現產業化生產，在電子電氣工業、機械工業、汽車工業以及軍工等多個領域套用廣泛。但由於生產PPS的成本較高，因而一定程度上限制了其套用及發展。 共混加工的方法可以讓材料在保持甚至增強自身的性能的基礎上降低材料的成本，是聚合物改性領域的重要方法之一。在共混加工的過程中，為了防止共混組分的降解，會避免選擇兩種或兩種以上熱性能相差較大的聚合物進行加工。而PPS的加工溫度較高，可與之進行共混加工的聚合物十分有限。以上皆是建立在“聚合物的降解必將導致共混物性能下降”這一假設基礎上的，那么是否聚合物的降解一定會導致共混物材料性能的下降呢？我們是否可以通過在聚合物加工過程中某相的降解進行控制而保持甚至提高材料的性能呢？ 為此，本項目提出了聚合物共混原位降解的概念，期望通過聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）及聚苯乙烯（PS）的降解在PPS基體中的降解過程的研究，明確加工條件、降解程度對降解產物在基體中分布及材料整體性能的影響，達到引入均勻的預應力從而達到提升聚合物材料力學性能的目的。本項目的主要研究內容及研究成果如下： 1. 確定了PPS/PMMA及PPS/PS共混物的加工條件，即單螺桿擠出加工時螺桿各段溫度設定分別為260oC、310 oC、320 oC、300 oC (PPS/PMMA)與280 oC、340 oC、350 oC、300 oC，螺桿轉速為120rpm；擠出後片材熱處理溫度為80 oC、4小時； 2. 了解了在共混物加工過程中PMMA及PS的降解機理。PMMA在PPS/PMMA共混物的加工過程中，完成前兩階降解，產生可揮發小分子物在PPS基體中形成空穴，空穴尺寸與PMMA降解率成正比；PS在PPS/PS共混物的加工過程中主要發生長鏈變短鏈的降解過程； 3. PPS/PMMA共混物體系中，適量的PMMA及其在加工過程中的降解，使得共混材料內部形成細小空穴，使得材料的力學性能有所提升。當PMMA含量為5%時，複合材料的拉伸性能最優，其拉伸強度的平均值達到106MPa，彈性模量平均值為2516MPa，斷裂伸長率的平均值為112%，且明顯提高了材料的儲能模量、降低了其損耗模量。PPS/PS共混物體系中，PS的降解並未在PPS基體中形成空穴，加之因降解所得短鏈與PPS的相容性較差，使致共混材料性能較差。
