苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物亲水改姓研究

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苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物广泛应用于沥青的改性,但由于二者极性相差较大,使得SBS与沥青的相容性差,易发生相分离。因此,通过改变SBS的亲/疏水性,使其与沥青相容,已成为聚合物改性沥青的研究热点之一。为此,本论文从改善SBS亲水性的角度,引入顺丁烯二酸酐(MAH)、苯乙烯(St)以及四乙基乙二醇单甲酯(Methyl Tetraglycol,MTG)改性剂,采用自由基共聚合方法接枝改性SBS,提高聚合产物的亲水性,以改善聚合物与沥青的相容性。采用视觉光学接触角测量仪、红外光谱仪、核磁共振氢谱仪等手段,考察了不同单体或官能团的接枝率及改性SBS的特性,初步探讨了相关接枝反应机理。以接触角为指标,优化不同单体或官能团的接枝条件。主要研究内容和结论如下。1)以甲苯为溶剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,在氮气气氛下,进行了SBS与MAH的接枝反应。结果表明,随MAH用量从0.2g增加到2.4g,接枝率先增大后减小,而接触角则先减小后增大。单体WMAH=1.8 g(WMAH/WSBS=33.3%)时,接枝率最大为6.06%、接触角最小为89.20°,改性效果最明显,产物极性最大。2)以甲苯为溶剂,BPO为引发剂,在氮气气氛下,进行了 SBS与MAH和St的共接枝反应。结果表明,相同条件下,添加共聚合单体St所得聚合物材料接枝率增大、接触角减小;在MAH与St物质的量之比为1/1时接枝率最大为6.43%,接触角最小为86.20°;在MAH与St物质的量之比为1/1时,增大反应物浓度,接枝率由4.24%增大至9.44%,接触角由93.13°减小至66.20°;在同等条件下,AIBN引发的接枝率高于BPO。3)以二氧六环和水为溶剂,硫酸铈铵为引发剂在酸性条件下,实现了 MTG与SBS的接枝反应。考察MTG用量对反应体系接枝率和接触角的影响。结果表明,在MTG与SBS上双键的摩尔比为1/1 时,接枝率最大为13.61%,接触角最小为 60.25°。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
第1章 绪论第9-21页
    1.1 热塑性弹性体简介第9页
    1.2 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)第9-12页
        1.2.1 基本结构第9-11页
        1.2.2 基本性能第11-12页
    1.3 SBS的官能化改性方法第12-14页
        1.3.1 卤化第12页
        1.3.2 环氧化第12页
        1.3.3 电晕放电处理第12-13页
        1.3.4 接枝改性第13-14页
    1.4 官能化SBS的制备方法第14-15页
        1.4.1 溶液聚合第14页
        1.4.2 乳液聚合第14-15页
        1.4.3 超临界CO_2聚合第15页
    1.5 官能化SBS的应用第15-16页
        1.5.1 胶黏剂第15页
        1.5.2 相容剂第15-16页
        1.5.3 改性剂第16页
    1.6 官能化SBS改性脱油沥青第16-19页
        1.6.1 基质沥青与脱油沥青第16-17页
        1.6.2 聚合物改性沥青的研究现状与机理第17-19页
        1.6.3 改性沥青的性能测试第19页
    1.7 选题依据和研究内容第19-21页
第2章 官能化SBS-g-MAH-St的制备与表征第21-51页
    2.1 前言第21页
    2.2 药品与仪器第21-24页
        2.2.1 实验原料第21-22页
        2.2.2 实验仪器第22-23页
        2.2.3 试剂的选择以及其纯化第23-24页
    2.3 官能化SBS的制备以及表征方法第24-27页
        2.3.1 SBS-g-MAH以及SBS-g-MAH-St聚合物的制备第24页
        2.3.2 MAH-St聚合物的制备第24-25页
        2.3.3 官能化SBS的表征方法第25-27页
    2.4 SBS-g-MAH以及SBS-g-MAH-St接枝率的测定第27-30页
        2.4.1 称重法第27页
        2.4.2 滴定法第27-29页
        2.4.3 元素分析法第29页
        2.4.4 核磁共振氢谱第29页
        2.4.5 凝胶渗透色谱法(GPC)第29-30页
    2.5 结果与讨论第30-48页
        2.5.1 SBS-g-MAH以及SBS-g-MAH-St的聚合机理第30-31页
        2.5.2 溶剂的选择及其影响规律第31-32页
        2.5.3 反应条件对反应体系的影响第32-40页
        2.5.4 官能化SBS的表征第40-48页
    2.6 小结第48-51页
第3章 四乙基乙二醇单甲酯改性SBS聚合物研究第51-65页
    3.1 前言第51-52页
    3.2 实验方法第52-54页
        3.2.1 仪器与试剂第52-53页
        3.2.2 试剂的选择及其纯化第53页
        3.2.3 SBS-g-MTG的制备第53页
        3.2.4 SBS-g-MTG的表征方法第53-54页
    3.3 结果与讨论第54-64页
        3.3.1 SBS-g-MTG的聚合机理第54-55页
        3.3.2 溶剂的选择及其影响规律第55-56页
        3.3.3 SBS-g-MTG接枝率的测定方法第56页
        3.3.4 MTG质量变化对接枝率的影响第56-58页
        3.3.5 MTG与SBS双键摩尔比对接枝率的影响第58-59页
        3.3.6 SBS-g-MTG的表征第59-64页
    3.4 小结第64-65页
结论第65-67页
参考文献第67-75页
致谢第75页
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