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以化学键为加和单元研究三元共聚物的T_g—组成关系

作　者: 范留彬
导　师: 刘国栋
学　校: 河北工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 玻璃化转变温度 三元共聚物 二元共聚物 化学键 组成 序列结构 构型
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


通过多元共聚可以赋予聚合物理想的化学、物理和机械性能,玻璃化转变温度(Tg)是聚合物的重要性能指标,决定着聚合物材料的使用性能,但是组分含量和序列结构的变化会对共聚物的玻璃化温度产生较大影响,因此多元共聚物Tg~-组成关系的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。本文以玻璃化转变的热力学理论和三元共聚合原理为基础,以比单体单元和单体序列尺寸更小的化学键作为基本加和单元,考虑C原子上的不同取代情况对化学键内旋转柔顺性的影响,将本课题组前期提出的二元共聚物Tg~-组成关系方程推广到三元共聚物中,建立了三元共聚物的Tg~-组成关系新方程。首先采用本体聚合方法合成了一系列低转化率的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(MMA-St)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈(MMA-AN)和苯乙烯-丙烯腈(St-AN)二元无规共聚物。用差示扫描量热仪(DSC)和核磁共振波谱法(NMR)分别测得了共聚物的玻璃化温度和组成,并采用本课题组前期提出的二元共聚物Tg~-组成关系方程对实验数据进行了分析,结果证明了前期所得二元共聚物方程的适用性,同时通过数据拟合还得到了9种交替和周期共聚物的Tg,为后续三元共聚物Tg~-组成关系的研究奠定了基础。采用本体聚合方法合成了一系列低转化率的MMA-St-AN三元无规共聚物,并利用本文建立的新方程(式2.33)对该三元共聚物的Tg~-组成关系进行了研究,结果表明以化学键为加和单元建立的三元共聚物Tg~-组成关系方程具有较强的适用性,同时通过数据拟合还得到了3种周期共聚物的Tg,对相关的科学研究工作具有一定的指导和借鉴意义。此外,本文还以化学键为加和单元研究了均聚物的Tg~-构型关系,并对PMMA的Tg~-构型关系进行了考察,结果表明本文所得理论结果与实验结果十分接近,这说明以化学键为加和单元也可用于均聚物Tg~-构型关系的研究。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-18
  §1-1 聚合物的玻璃化转变  11-12
  §1-2 共聚物玻璃化温度-组成关系的研究进展  12-16
  §1-3 研究目的和意义  16-18
第二章 三元共聚物T_g-组成关系新方程的建立  18-28
  §2-1 化学键刚性能的加和性  18-19
  §2-2 C_1、C_2上的取代情况对化学键内旋转柔顺性的影响  19-20
  §2-3 二元组含量的计算  20-23
  §2-4 C_1、C_2和C_3上的取代情况对化学键内旋转柔顺性的影响  23-27
  §2-5 本章小结  27-28
第三章 二元共聚物T_g-组成关系的研究  28-45
  §3-1 实验部分  28-31
    3-1-1 实验原料  28
    3-1-2 实验原料的性质与精制  28-29
    3-1-3 加料量的计算  29-30
    3-1-4 二元共聚物的合成与精制  30-31
    3-1-5 二元共聚物的测试和表征  31
  §3-2 实验结果与讨论  31-44
    3-2-1 MMA-St二元无规共聚物  31-36
    3-2-2 MMA-AN二元无规共聚物  36-40
    3-2-3 St-AN二元无规共聚物  40-44
  §3-3 本章小结  44-45
第四章 三元共聚物T_g-组成关系的研究  45-54
  §4-1 实验部分  45-47
    4-1-1 实验原料及其精制方法  45
    4-1-2 加料量的计算  45
    4-1-3 三元共聚物的合成与精制  45-46
    4-1-4 三元共聚物的测试和表征  46-47
  §4-2 实验结果与讨论  47-53
    4-2-1 MMA-St-AN三元共聚物组成的计算  47-48
    4-2-2 MMA-St-AN三元共聚合的竞聚率  48-50
    4-2-3 MMA-St-AN三元共聚物T_g-组成关系的研究  50-53
  §4-3 本章小结  53-54
第五章 均聚物T_g-构型关系的研究  54-62
  §5-1 引言  54-55
  §5-2 均聚物T_g-构型关系新方程的建立  55-59
    5-2-1 C_1和C_2上的取代情况对化学键内旋转柔顺性的影响  55-57
    5-2-2 C_1、C_2和C_3上的取代情况对化学键内旋转柔顺性的影响  57-59
  §5-3 结果与讨论  59-61
  §5-4 本章小结  61-62
第六章 结论  62-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  69

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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