耐热聚甲基丙烯酸甲酯的合成研究

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1、分类号：TQ342.31单位代码：10190研究生学号：201309001密级：无硕士学位论文耐热聚甲基丙烯酸甲酯的合成研究Thesynthesisofheat-resistantpoly(methylmethacrylate)研究生姓名：刘捷专业：高分子化学与物理指导教师姓名：曹春雷指导教师职称：副教授2016年4月摘要聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种透明聚合物材料，具有许多优良的特性，如质轻，高透光率，耐化学性，无色，耐候耐腐蚀性和良好的绝缘性能。然而，玻璃化转变温度相对较低，限制了它在光学电子工业中的应用

2、，如光盘(CD)，导光板和光纤。为了提高PMMA树脂的耐热性，各国科研学者进行了许多研究。目前，改善PMMA树脂最为有效的方法是共聚大体积单体N环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺，它们刚性的结构既能提高PMMA树脂的玻璃化转变温度，又能提高热稳定性。但是，由于有未反应单体存在于聚合物中，使其在高温的条件下容易着色，限制其在光学材料领域的应用。因此，有必要继续通过新的途径对PMMA树脂的耐热性进行研究。本文主要通过两个途径对PMMA树脂进行改性：一是共聚含有大体积疏水性基团的甲基丙烯酸异冰片酯(IBMA)；二是通

3、过聚合后分子内环化的方法制备耐热Poly(MMA-co-MAAM)共聚物；上述两种途径可以在保持PMMA树脂原有优异透光性的前提下制备出耐热PMMA树脂，并且通过DSC，TGA，NMR，FTIR，GPC等测试方法对共聚物的耐热性、热稳定性、吸水性以及分子链结构进行研究，得出以下结论：(1)共聚含有大体积疏水性基团的单体IBMA能够增强PMMA树脂的耐热性。共聚34wt%IBMA时，Poly(MMA-co-IBMA)二元共聚物的玻璃化转变温度为132.2oC。但是共聚IBMA会降低PMMA的热稳定性，使其起始热分解

4、温度下降。(2)第三共聚单体MAAM的少量引入可以在保持Poly(MMA-co-IBMA)二元共聚物的耐热性的前提下改善热稳定性，使其起始热分解温度提高。当MMA/IBMA/MAAM为80/14/6时，Poly(MMA-co-IBMA-co-MAAM)三元共聚物的起始热分解温度为299.2oC，玻璃化转变温度为143oC，吸水率仅为0.37wt%。(3)通过聚合后分子内环化的方法可以制备高耐热PMMA树脂。环化温度230oC，真空度-0.0095Mpa，环化时间2min，可以制备出高耐热环化PMMA树脂，其起始热

5、分解温度高达347oC，玻璃化转变温度为154oC，吸水率仅为0.35wt%。(4)在真空连续环化的过程中，在保持其优良透光性的基础上，所制备出的高耐热PMMA树脂的环化反应以分子内环化为主，无交联反应。关键词：聚甲基丙烯酸甲酯耐热性分子内环化热稳定性玻璃化转变温度IAbstractPoly(methylmethacrylate)(PMMA)isatransparentpolymericmaterialpossessingmanyexcellentproperties,suchaslightweight,high

6、lighttransmittance,chemicalresistance,colorlessness,resistancetoweatheringcorrosion,andgoodinsulatingproperties.TheglasstransitiontemperatureofPMMA,however,isrelativelylow,whichlimitsitsapplicationsintheoptical-electronicindustry,suchascompactdiscs(CD),optica

7、lglasses,lightguideplateandopticalfibers.InordertoimprovetheheatresistanceofthePMMAresin,itwasreportedthatmanymodifiedwayswereinvestigatedbysomenationalscholars.Recently,thecopolymerizationofN-cyclohexylmaleimide(ChMI)orN-phenylmaleimide(PMI)withMMAhasbeenkno

8、wnasoneofthebestwaystoimprovetheheatresistanceofPMMA.TheincorporationofrigidpolarmaleimidestructureinthemacromolecularchainincreaseboththeTgandthedegradationtemperatureofthemodifiedPMMA.T