段共聚物增韌劑和抗氧 劑,并均勻混合得到混合料;
[0024] (2):將混合料送入螺桿擠出機中熔融擠出得到嵌段共聚物增韌劑增韌的聚碳酸 酯合金,筒溫為260-300 °C。
[0025] 本發明的有益效果是,本發明利用乳液體系結合可逆加成斷裂鏈轉移活性自由基 聚合技術,來制備分子量可控的聚(甲基丙烯酸-b-甲基丙烯酸甲酯-b-丙烯酸正丁酯) 嵌段共聚物,并將其作為聚碳酸酯的抗沖擊增韌劑。具有以下幾個特點:
[0026] 1、采用RAFT乳液聚合工藝可以制備得到嵌段結構共聚物。乳液聚合的隔離效應 大大降低了增長自由基的終止速率,因而本發明兼具聚合速率高以及產品分子量大的特 點,聚合過程可在2小時內結束且單體轉化率高,體系分子量增長可控,鏈結構可調,分子 量范圍廣。
[0027] 2、方法所采用的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑作為體系單一乳化劑,可 以實現對單體聚合的良好控制,避免了傳統乳液聚合體系小分子乳化劑的使用,簡便了破 乳清洗步驟,避免了小分子乳化劑的殘留。
[0028] 3、方法所采用的嵌段共聚物中,PMMA與PnBA直接以化學鍵相連,無需加入接枝劑 或交聯劑,其中PMM與PC具有良好的界面相容性,PnBA相作為彈性體內核,在共混加工中 嵌段共聚物可以自組裝形成球形粒子并均勻分散在基體中,對于共混加工條件要求低,適 應性強。
[0029] 4、低嵌段共聚物增韌劑含量下,所得聚碳酸酯合金的缺口沖擊強度得以大幅提 升,基體優良的拉伸和彎曲特性得以保持,同時耐有機溶劑性能大為改善。
[0030] 5、原料、設備的要求低。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發明實施例1兩個步驟得到的聚合物的GPC曲線圖;
[0032] 圖2是本發明實施例1第一步得到的聚合物膠乳的透射電鏡圖;
[0033] 圖3是本發明實施例1第二步得到的嵌段共聚物膠乳的透射電鏡圖;
[0034] 圖4是本發明實施例1第二步得到的嵌段共聚物的紅外光譜圖。
[0035] 圖5是本發明實施例1第二步得到的嵌段共聚物的DSC微分曲線。
[0036] 圖6是本發明實施例6嵌段共聚物增韌的聚碳酸酯合金的透射電鏡圖;
[0037] 圖7是本發明實施例7嵌段共聚物增韌的聚碳酸酯合金的透射電鏡圖。
【具體實施方式】
[0038] 本發明嵌段共聚物增韌劑的可逆加成斷裂鏈轉移乳液聚合制備方法,包括如下步 驟:
[0039] (1):將1.7-3. 0重量份的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑攪拌溶于 50-200重量份的水中形成水相,再與由6. 7-33. 4重量份MMA組成的油相一起加入反應器 中攪拌混合。將反應器溫度升至60-80°C,保持攪拌,通氮除氧5分鐘以上,加入0. 02-0. 03 重量份的水溶性引發劑,反應1-2小時后,得到X-MAAnl-b-MMAn2-b-MMA n3-R聚合物,其以粒 子形式穩定分散在水中形成膠乳;
[0040] (2):加入0-172重量份的水并加入15. 7-86重量份的nBA單體,反應溫度為 60°C -80°C,反應1-2小時后,出料得到X-MAAnl-b-MMAn2-b-MMAn3-nBA n4-R嵌段共聚物,該嵌 段共聚物以粒子形式穩定分散在水中形成膠乳;
[0041] (3)步驟2得到的膠乳經破乳、洗滌、烘干后得到粉末狀嵌段共聚物增韌劑。
[0042] 步驟1中,兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑的化學結構通式為:
[0043]
[0044] 其中MM為甲基丙烯酸甲酯單體單元,MA為甲基丙烯酸單體單元,Z為碳原子數 從四到十二的烷硫基、烷基、苯基或芐基,X為異丁腈基、異丙苯基或2 -苯基乙酸基,S為硫 元素;n2為甲基丙烯酸甲酯單體單元的平均聚合度,n5= 3~10,niS甲基丙烯酸單體單元 的平均聚合度,n6= 30~60。
[0045] 各步的單體轉化率由重量法測得。
[0046] 設計分子量由下式計算:
[0048] 其中,Mn;th指各步反應結束時乳液中聚合物分子量的設計值,m為此步反應所加單 體的總質量,X為轉化率,[RAFT]為反應開始前所加的兩親性可逆加成斷裂鏈轉移試劑的 物質的量,M n,KAFT為兩親性可逆加成斷裂鏈轉移試劑的分子量。
[0049] 聚合物的分子量表征在凝膠滲透色譜Watersl525-2414-717GPC儀器上進行,洗 脫液為四氫呋喃,以窄分布聚甲基丙烯酸甲酯標樣進行校正,其中RI為示差折光信號,UV 為紫外吸收信號。
[0050] 聚合物乳膠粒形貌采用JEM-1230型透射電子顯微鏡表征,測試電壓為80kV。
[0051] 聚合物的特征官能團由Nicolet5700紅外光譜儀表征得到。
[0052] 聚合物的玻璃化轉變溫度測定在DSC Q200儀器上進行,使用氮氣氛圍,以10°C / min的升溫速率從-90°C加熱到150°C。
[0053] 本發明實施例中所用的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑的化學結構式 為:
[0055] 兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑(1)
[0056] 或
[0057]
[0058] 兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑(2)
[0059] 用該嵌段共聚物增韌劑可增韌得到聚碳酸酯合金,包括如下步驟:
[0060] (1):按照重量百分比89-97. 5 :2-10 :0. 5-1取聚碳酸酯、嵌段共聚物增韌劑和抗 氧劑,并均勻混合得到混合料;
[0061] (2):將混合料送入螺桿擠出機中熔融擠出得到嵌段共聚物增韌劑增韌的聚碳酸 酯合金,筒溫為260-300 °C。
[0062] 下面根據附圖和實施例詳細描述本發明,本發明的目的和效果將變得更加明顯。 [0063] 實施例1 :
[0064] 第一步:將2. 6重量份的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑(1)加熱攪拌溶 于100重量份的水中形成水相,再與由12. 8重量份MM組成的油相一起加入反應器中攪拌 混合。將反應器溫度升至80°C,保持攪拌,通氮氣30分鐘后加入0. 02重量份的水溶性引發 劑過硫酸鉀,反應1小時后,得到X-MAAd-b-MMAM-b-MMAd-R聚合物膠乳。
[0065] 第二步:第一步反應結束后,加入26. 6重量份的水并加入32. 7重量份的nBA單 體,反應溫度為70°C,反應1小時后得到X-MAA^b-MMAM-b-MMAm-b-nBAM-R嵌段共聚物膠 乳。
[0066] 如圖1所示,聚合過程各嵌段的分子量逐步增長,證明得到了嵌段共聚物,GPC示 差折光曲線與紫外吸收曲線基本重合,表明聚合體系具有良好的活性特征。第二步得到的 GPC曲線在高分子量部分有肩峰,可能是丙烯酸正丁酯發生了部分支化反應所致。如圖2 所示,MAAnl-b-MMA n2-b-MMAn3-R聚合物乳膠粒粒徑分布均一且粒子形貌良好;如圖3所示, MAAnl-b-MMAn2-b-MMAn3-b-nBAn4-R嵌段聚合物乳膠粒的平均直徑有所增大,粒子形貌良好。 整個反應過程中粒子分布均勻,沒有出現聚并現象,反應了在本體系中所采用的兩親性大 分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑兼作為乳化劑功能的良好效果。如圖4所示,共聚物特征官 能團出峰明顯,其中963CHT 1為丁酯特征吸收峰,1246與1165為C = O鍵特征吸收峰,1453 與1388為C-H鍵變形振動吸收峰,1734為脂肪族酯羰基吸收峰,2959與2873為C-H鍵伸 縮振動吸收峰,通過紅外譜圖可以判定產物為設計產物;圖5聚合物DSC微分曲線在-49及 122°C附近有明顯的玻璃化轉變吸熱峰,分別對應于PnBA及PMMA的玻璃化轉變溫度,表明 本嵌段共聚體系存在明顯的兩相分離。
[0067] 實施例2 :
[0068] 第一步:將3重量份的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑⑴加熱攪拌溶于 100重量份的水中形成水相,再與由17重量份MM組成的油相一起加入反應器中攪拌混合。 將反應器溫度升至80°C,保持攪拌,通氮氣30分鐘后加入0. 03重量份的水溶性引發劑過硫 酸銨,反應1小時后,得到X-MAAd-b-MMAM-b-MMAd-R聚合物膠乳。
[0069] 第二步:第一步反應結束后,加入96重量份的水并迅速加入64重量份的nBA單 體,反應溫度為70°C,反應1小時后得到X-MAA^b-MMAM-b-MMAm-b-nBAM-R嵌段共聚物膠 乳。
[0070] 實施例3 :
[0071] 第一步:將2重量份的兩親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑(1)加熱攪拌溶于 50重量份的水中形成水相,再與由6. 7重量份MM組成的油相一起加入反應器中攪拌混合。 將反應器溫度升至80°C,保持攪拌,通氮氣30分鐘后加入0. 02重量份的水溶性引發劑過硫 酸鉀,反應1小時后,得