丙烯酸酯类共聚物共混_接枝淀粉的研究_改性用丙烯酸酯的预共聚_张力

华南理工大学学报(自然科学版)第24卷增刊JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.24Supplement1996年12月(NaturalScience)December1996丙烯酸酯类共聚物共混/接枝淀粉的研究＊———改性用丙烯酸酯的预共聚张力张力田(华南理工大学轻化所)摘要合成了丙烯酸酯四元共聚物(MMA/BA/AA/HEMA)。利用IR、DSC分析了共聚物的组成,用GPC测定了共聚物的分子量及分子量分布。用该四元共聚物为预聚物改性淀粉,使其作为填充剂填充LDPE后,与单一丙烯酸酯改性相比,薄膜的拉伸强度和断裂伸长率有较大提高。关键词丙烯酸酯;预共聚物;淀粉;共混/接枝中图资料分类号O636.1;TQ314.1;TQ321.2对淀粉接枝改性的研究已近30年,早期的研究主要为水溶性或具有高度吸水性的淀粉接枝高聚物。随着塑料制品的废弃物对环境造成的污染日益严重,近年来降解塑料的研究得到了极大的关注。有大量文献报道了淀粉填充热塑性塑料的工艺和应用[1,2]。但由于淀粉和塑料间的相容性差,降低了塑料制品的物理机械性能,使其应用受到了很大的限制。有报道用丙烯酸酯类的单一单体作为接枝单体、过氧化苯甲酰为引发剂直接处理干燥的淀粉,能够在淀粉表面形成一层包覆的聚合物,以达到改善淀粉与热塑性塑料间的相容性的效果,但最终产品的性能并没有十分明显的改善[3]。然而丙烯酸酯类的共聚物是良好的塑料加工助剂,能够在很多方面改善塑料制品的性能。但其在淀粉填充热塑性降解塑料方面的应用还少见报道。本文通过对丙烯酸酯类单体进行选择,合成出具有优良改性效果的四元丙烯酸酯预聚物,并利用红外光谱(IR)、差示扫描量热分析(DSC)、凝胶渗透色谱等现代分析手段对预聚物的性质进行了分析研究。1实验部分1.1原料甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)均为化学纯,经减压蒸馏纯化。过氧化苯甲酯(BPO)为分析纯,经重结晶纯化,乙二醇丁醚(EGBE)、异丙醇(IP)为化学纯。来稿日期:1996-01-10＊广东省博士后科学基金、中国博士后基金、华南理工大学青年基金资助项目张力,女,1967年生,博士,副教授;主要研究方向:功能高分子。现在华南师范大学工作。邮编5106311.2丙烯酸酯类预聚物的合成将MMA、BA、AA、HEMA、IP、EGBE等单体和溶剂按一定配比混合成I和Ⅱ部分,在装有搅拌器、滴液漏斗的三颈瓶中加入Ⅰ混合液,加热至回流,加入一定量溶于MMA中的引发剂BPO,回流20min后,滴加含有BPO的混合液Ⅱ,2h内滴完,保温1h,停止反应,得到无色透明的产物,将其用正辛烷沉淀,得纯化丙烯酸酯类预聚物,洗涤干燥后,供测试分析使用。1.3预聚物的分析测试1.3.1红外光谱分析(IR)美国NICOLET-205型红外光谱仪。1.3.2差示扫描量热分析Perkin-ElmerDSC-2C仪,试样量10mg,扫描速率10℃/min,量程41.84mJ/s。1.3.3凝胶渗透色谱分析(GPC)美国Waters公司208型GPC仪,标准物为单分散聚苯乙烯,溶剂为四氢呋喃。1.4预聚物改性淀粉填充LDPE薄膜的力学性能测试按GB1040-79测试薄膜的拉伸强度及断裂伸长率。2结果与讨论2.1预聚物的表征2.1.1预聚物的IR谱图1是丙烯酸酯预聚物的红外光谱图。各谱带波数、振动类型、谱带归属见表1。图1共聚物的红外光谱图Fig.1IRspectrumofcopolymer从IR谱图中可看到,在3600cm-1左右,有一弱的吸收峰,是共聚物中HEMA的自由O-H振动产生的;在3500-3400cm-1处,由于羧基和羟基缔合,形成氢键,出现了较强和较宽的伸展振动吸收峰[4];1180、1190、1240cm-1的组合峰是聚合物上C—C—O—C即MMA的特征吸收峰;940cm-1和960cm-1处是共聚物中BA的特征吸收峰。由此可以确定,MMA、BA、表1共聚物IR谱图的分析Table1AnalysisofIRspectrumofcopolymer波数(cm-1)强度单体归属3600弱,尖HEMAO—H振动吸收3500-3400强,宽HEMA,AA缔合O—H的振动吸收2955强MMA,BA,HEMAC—H的振动吸收2871,1450弱MMA,BA,HEMA,AA—CH2的振动吸收1732强MMA,BA,HEMA,AAC=O的振动吸收1600弱AAR—C—O的振动吸收1240,1180,1190中等MMAC—C—O—C的振动吸收960,940弱BABA的特征峰55增刊张力等:丙烯酸酯类共聚物共混/接枝淀粉的研究———改性用丙烯酸酯的预共聚华南理工大学学报(自然科学版)第24卷增刊Jour