預(yù)聚甲基丙烯酸甲酯_丁苯橡膠對聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能

1、加工 應(yīng)用合成橡膠工業(yè),2008-09-15,31(5):394396CHINASYNTHETICRUBBERINDUSTRY預(yù)聚甲基丙烯酸甲酯/丁苯橡膠對聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能的影響李海花,孟慶華,孟慶云22*(1 北京化工大學(xué)北京市新型高分子材料制備與加工重點實驗室,北京100029;2 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所,吉林長春130081)摘要:以預(yù)聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丁苯橡膠(SBR)為散射劑、聚苯乙烯(PS)為基體制備了高聚物光散射材料,研究了預(yù)聚MMA和SBR的添加量對高聚物材料光散射性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)SBR為0 02%、預(yù)聚MMA為0 04%0 08

2、%時,可得到透光率不小于75%、霧度不小于80%的以PS為基體的高聚物光散射材料;預(yù)聚MMA的添加量與高聚物光散射材料的霧度呈現(xiàn)較強烈的振蕩變化關(guān)系,和透光率之間的振蕩變化關(guān)系略弱;SBR添加量和高聚物光散射材料的霧度之間呈現(xiàn)振蕩變化關(guān)系,和透光率之間則沒有明顯的振蕩變化關(guān)系。關(guān)鍵詞:甲基丙烯酸甲酯;丁苯橡膠;聚苯乙烯;光散射;霧度;透光率中圖分類號:TQ325 2 文獻標識碼:B 文章編號:1000-1255(2008)05-0394-03近年來,光散射材料被用作液晶顯示器的背光源材料,以及各種顯示器的散射板、背投影屏幕等。在光散射材料的研發(fā)方面,國內(nèi)目前大3-45多采用乳液溶脹法和分散聚合

3、法制備出作為光散射劑的聚合物微球,研究其不同粒徑對聚甲基丙烯酸甲酯材料光散射性能的影響。聚苯乙烯(PS)的透光率為90%,可以作為光散射材料的基體材料,但它存在硬度低、脆性大、容易產(chǎn)生銀紋和裂紋以及耐熱性差的缺陷,因而使其應(yīng)用范圍受到限制。在制備以PS為基體的PS/聚甲基丙烯酸甲酯高聚物光散射材料中添加粉末丁苯橡膠(SBR),可在保證材料光散射性能的基礎(chǔ)上,彌補PS的上述缺陷,擴大其使用范圍。本工作在以6原位預(yù)聚法制備的預(yù)聚甲基丙烯酸甲酯(MMA)和SBR為散射劑、PS為基體的高聚物光7散射材料研究的基礎(chǔ)上,探討了預(yù)聚MMA、SBR的用量對霧度、透光率的影響,目的是通過調(diào)節(jié)散射劑的添加量來調(diào)控

4、以PS為基體的高聚物材料的光散射性能。1-2苯乙烯,分析純,北京市興津化工廠生產(chǎn),使用前均經(jīng)減壓蒸餾提純。過氧化苯甲酰(BPO),化學(xué)純,北京金龍化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn),用前溶于氯仿,經(jīng)甲醇沉淀、過濾、干燥精制后使用。粉末SBR,中國化工研究院提供。1 2 試樣制備預(yù)聚MMA 在干燥的反應(yīng)瓶中加入1mLMMA和0 0047g的BPO,混合均勻后在80!的恒溫水浴中加熱30min,得到預(yù)聚MMA。高聚物光散射材料 將SBR和預(yù)聚MMA以一定的配比添加到苯乙烯單體中,混合均勻后在80!下進行聚合反應(yīng)5h。當(dāng)體系的黏度達到要求時,取出,置于室溫下繼續(xù)反應(yīng),直至固化,得到以預(yù)聚MMA和SBR為散射劑、P

5、S為基體的高聚物光散射材料。1 3 分析與測試高聚物光散射材料的霧度、透光率用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的WGT-S型透光率/收稿日期:2007-05-08;修訂日期:2008-06-28。1 實驗部分1 1 主要原材料,作者簡介:李?；?1979),女,碩士研究生?；痦椖?國家自然科學(xué)基金資助項目(50673006)*第5期 李?；ǖ?預(yù)聚甲基丙烯酸甲酯/丁苯橡膠對聚苯乙烯基高聚物材料光散射性能的影響 395霧度測定儀測定。2 結(jié)果與討論2 1 預(yù)聚MMA添加量由圖1可見,在沒有添加SBR的情況下,隨著預(yù)聚MMA添加量的增大,PS的霧度呈現(xiàn)拋物線形式變化,在預(yù)聚MMA的質(zhì)量分數(shù)為0 04

6、%時,其霧度出現(xiàn)1個最小值,為44%;而PS的透光率為70%85%,與預(yù)聚MMA添加量之間呈現(xiàn)出振蕩變化關(guān)系。2 2 SBR添加量由圖3可以看出,當(dāng)預(yù)聚MMA的質(zhì)量分數(shù)為0 04%時,PS的霧度和SBR添加量之間也呈現(xiàn)出振蕩變化關(guān)系。沒有添加SBR時,樣品的霧度為44%;當(dāng)SBR質(zhì)量分數(shù)為0 02%時,PS的霧度達到了83%。這說明SBR很小的添加量就可以引起PS的霧度較大的改變。由圖3還可以看出,當(dāng)SBR質(zhì)量分數(shù)為0 02%時,PS的透光率在75%以上,但PS的透光率和SBR添加量之間并沒有呈現(xiàn)出明顯的振蕩變化關(guān)系,即SBR添加量的變化對透光率影響不大。這一方面是由于SBR中存在與PS相似的

7、鏈段結(jié)構(gòu),相互間能夠發(fā)生相互作用,分散相和連續(xù)相界面處形成一定厚度的相容區(qū)即界面層;界面層的存在致使PS分子鏈的運動發(fā)生變化,而其界面層的厚度和二者組成又有一定的關(guān)系。由于SBR添加量的不同,二者組成亦發(fā)生改變,從而引起界面層厚度的變化,進而導(dǎo)致體系光散射性能的改變,因此SBR的添加能Fig1 Effectofmassfractionofpre polymerizedMMAonlightscateringpropertiesofPSintheabsenceofSBR引起霧度的明顯變化。另一方面,由于SBR的折光指數(shù)和預(yù)聚MMA的折光指數(shù)基本一致,故小尺寸SBR很少的添加量不會引起PS/預(yù)聚MM

8、A高聚物光散射材料透光率的明顯變化。由圖2可見,當(dāng)添加質(zhì)量分數(shù)為0 02%的SBR時,PS的霧度隨預(yù)聚MMA添加量的變化趨勢與不加SBR時有所不同,在預(yù)聚MMA的質(zhì)量分數(shù)為0 02%和0 08%時出現(xiàn)2個極小值,分別為52%和59%,相應(yīng)的透光率分別為81%和79%,PS的霧度和預(yù)聚MMA添加量之間呈現(xiàn)出振蕩變化關(guān)系。PS的透光率和預(yù)聚MMA添加量之間仍呈現(xiàn)振蕩變化關(guān)系,但振蕩幅度比不加SBR時有所減小。圖1、圖2中的霧度、透光率與預(yù)聚MMA添加量之間的變化關(guān)系曲線與理論計8算基本吻合。Massfractionofpre polymerizedMMA0 04%Fig3 Effectofmass

9、fractionofSBRonlightscateringpropertiesofPS由圖4可見,當(dāng)預(yù)聚MMA的質(zhì)量分數(shù)為0 08%時,PS的霧度和SBR添加量之間仍呈現(xiàn)振蕩變化關(guān)系。沒有添加SBR時,PS的霧度為80%;當(dāng)SBR的量為0 02%時,霧度達到了85%(此時透光率約為75%)。對比圖3和圖4可知,MassfractionofSBR0 02%Fig2 Effectofmassfractionofpre polymerizedlingp預(yù)聚MMA的添加量越大,SBR的添加量對PS的霧度影響越小。由圖4還可以看出,PS的透光率396 合 成 橡 膠 工 業(yè) 第31卷這一結(jié)果與用量子力學(xué)

10、理論計算的結(jié)果基本吻合8著預(yù)聚MMA添加量的增加,其霧度呈現(xiàn)出較強烈的振蕩變化,但透光率的振蕩趨勢略弱;SBR添加量和高聚物光散射材料的霧度之間呈現(xiàn)振蕩變化關(guān)系,而和透光率之間則沒有明顯的振蕩變化關(guān)系。參考文獻:1 MinoruI,ItsuoT,KazuoN Lightscatteringmateria:lUS,5744534P 1998-04-282 秦慶戊 新型光散射材料的研制與開發(fā)狀況J 化工新型材料,2000,28(4):20-223 WuJiun chen,WorkWJ,DunkelbergerDL,etal Thermoplasticandthermosetpolymercompo

11、sitions:US,5346954P 1994-09-134 WuJiun chen,WorkWJ,DunkelbergerDL,etal Thermoplasticandthermosetpolymercompositions:US,5237004P 1993-08-175 陸馨,辛忠 微米級聚苯乙烯/聚硅氧烷核殼微球的制備、表征及其作為光散射劑的應(yīng)用J 化工學(xué)報,2006,57(4):960-9636 邢華,孟慶云 原位預(yù)聚法制備PMMA/PS復(fù)合光散射材料J 塑料,2006,35(3):27-297 高峰,曹賢武,童真 具有高散射能力的聚合物導(dǎo)光材料J 材料研究學(xué)報,1998,12(6

12、):619-6238 顏慧賢,孟慶華,孟慶云 PS對PMMA光散射性能的影響J 中國塑料,2007,21(7):48-51。Massfractionofpre polymericMMA0 08%Fig4 EffectofmassfractionofSBRonlightscateringpropertiesofPS3 結(jié) 論通過調(diào)節(jié)散射劑預(yù)聚MMA和SBR的添加量能夠達到調(diào)控以PS為基體的高聚物材料光散射性能的目的,當(dāng)SBR為0 02%、預(yù)聚MMA為0 04%0 08%時,可得到透光率不小于75%、霧度不小于80%的以PS為基體的高聚物光散射材料;預(yù)聚MMA的添加量與高聚物光散射材料的霧度和透光

13、率之間均呈現(xiàn)振蕩變化關(guān)系且,隨Influenceofpre polymerizedmethylmethacrylate/butadienestyrenerubberonlightscatteringpropertiesofhighpolymerwithpolystyreneasmatrixLiHaihua,MengQinghua,MengQingyun(1 KeyLaboratoryofBeijingCityonPreparationandProcessingofNovelPolymerMerterials,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beiji

14、ng100029,China;2 ChangchunInstituteofOpticsofFineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130081,China)Abstract:Polymericlightscatteringmaterialwassynthesized,inwhichpre polymerizedmethylmethacrylate(MMA)/butadiene styrenerubber(SBR)asscatterer,poly styrene(PS)asmatrixmaterial Theeffect

15、sofpre polymer izedMMAandSBRamountonlightscatteringpropertiesofpolymericmaterialwerestudied Theresultsindicatedthatthelightscatteringmaterialcouldbeobtained,whichtrans mittancewasnolessthan75%andhazenolessthan80%whenmassfractionofSBRwas0 02%,andmassfractionofpre polymerizedMMAwas0 04%-0 08% Therewasin tensiveoscillatingvariationrelationshipbetweenamountofpre polymerizedMMAandhazeoflightscatteringmateria,lbutweakoscillatingvariationrelationshipfortra