作为阻尼材料的聚醚/聚苯乙烯接枝及交联多嵌段共聚物的合成与表征

接枝及嵌段共聚物作为阻尼材料，人们已经做了一定的工作。但是，从接枝与嵌段共聚物的对比中，系统地研究合成方法及多种因素对阻尼性能的影响规律，尚未见报导。这个工作就是从事这方面的研究，认为这种研究对于阻尼材料的分子设计及材料的推广应用具有意义的。所造反的反应体系及合成方法是，由端羟基聚醚即端羟基聚四氢呋喃及端羟基环氧丙烷，与顺丁烯二酸酐反应，以N，N-二四基苄胺为催化剂，合成了不同分子量的聚四氢呋喃大分子单体、不同结构（线型、支化型）的聚环氧丙烷大分子单体和相应的遥爪低聚物。由这些大分子单体和遥爪低聚物与苯乙烯共聚，用过氧化环已酮一环烷酸钴为氧化、还原引发体系，合成了各种嵌段、接枝共聚物。用DSC研究上述大分子单体及遥抓苯乙烯的固化反应动力学，结果表明：反应级数约为2，反应活化能为60 ～ 100kJ/mol；频率因子的对数LnA为17.4 ～ 26.7(min~(-1))。由这些动力学参数及Arrhenius方程可预测适当的固化反应条件。我们用粘弹谱仪研究了嵌段及接枝共聚物的阻尼性能，对于接枝共聚物，阴尼峰随着聚醚含量的增加具有先下降后升高的变化趋势，升高的原因，是由于共聚物中支链节的相互缠结，增大了分子间相对运动时的摩擦所致。具有较长的支链或支链上带有侧基的共聚物，阻尼性能较好。嵌段共聚物的阻尼峰随着聚醚含量的增加，具有下降的趋势，聚醚起到内部增塑的作用聚醚上侧基的存在，也有助于阻尼性能的提高，这在比较聚四氢呋喃/聚苯乙烯嵌段共聚物与聚环氧丙烷/聚苯乙烯嵌段共聚物的阻尼性能时，可以观察到。我们还研究了不同添加剂对共聚物阻尼性能的影响，实验结果表明，环氧树脂作为添加剂时，使共聚物的阻尼性能得到提高；而丁腈羟作为添加剂时，仅使共聚物的阻尼峰变宽，而阻尼峰值变小。红外光谱跟踪反应过程及电镜照片表明，这些添加剂都不同程度地参与了固化反应。关于这些共聚物的力学性能，测定的结果表明，嵌段共聚物比较，前者的抗张强度较大，伸长率较小。在嵌段和接枝共聚中，聚醚含量增加，两者的抗张强度均呈下降的趋势，聚醚起到增塑的作用。为了评价材料的耐热性能，我们做了各共聚物的热重分析，（TG）实验，实验结果表明，各共聚物具有较好的热稳定性，尤以嵌段共聚物为好。加有添加剂时，有助于热稳定性能的提高。以PPO/PS嵌段及接枝共聚物为例；嵌段共聚物的分解温度为352 ℃; 接枝共聚物分解温度为323 ℃；加有丁腈羟添加剂后，接枝共聚物的分解温度为358 ℃。