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本论文包括以下两部分工作:第一部分设计合成了含有三氟乙烯基(TFVE)芳基醚结构的甲基丙烯酸酯单体,利用传统自由基聚合的方法得到了此类单体的均聚物以及与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的无规共聚物,通过差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了TFVE芳基醚结构的引入对所得到的聚合物的热稳定性的影响;第二部分主要是探索全氟环丁基(PFCB)芳基醚交联的聚甲基丙烯酸酯的合成方法,制备了粉状和片状PFCB芳基醚交联产物。通过DSC和TGA研究了不同比例的TFVE芳基醚结构单体对交联聚合物热稳定性的影响。 一、具有三氟乙烯基芳基醚结构的甲基丙烯酸酯单体的合成及聚合物性能研究 1.以对羟基苯甲醚为起始化合物,通过羟基与二溴四氟乙烷反应引入三氟乙烯基芳基醚结构,然后利用三溴化硼脱甲基,再与甲基丙烯酰氯发生酯化反应,引入甲基丙烯酸酯结构,得到含有三氟乙烯基芳基醚结构的甲基丙烯酸酯单体。单体的结构经过了核磁、质谱和红外表征。 2.利用传统的自由基聚合方法,得到了含有TFVE芳基醚结构的均聚物和与甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体的无规共聚物。在平底Schlenk瓶中引发本体聚合,制备得到了无色透明的三氟乙烯基芳基醚聚甲基丙烯酸酯无规共聚薄片。 3.利用DSC和TGA研究了所得到的聚合物的热稳定性和玻璃化转变温度(Tg)。由于三氟乙烯基芳基醚结构的引入,能够提升聚合物的玻璃化转变温度。通过TGA研究了聚合物的热分解过程,由于三氟乙烯基芳基醚的柔性,使得含三氟乙烯基芳基醚的聚合物的起始分解温度低于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。 二、全氟环丁基芳基醚交联的聚甲基丙烯酸酯的合成及性能研究 1.对含TFVE芳基醚结构的聚合物的[2π+2π]环加成反应的反应温度和反应时间进行了探索。由于交联后聚合物的成型加工性能下降,所以需要在交联前将聚合物成型。对比了二苯醚中的溶液交联和管式炉直接加热等交联方法,直接升温交联的方法可以精确控制升温速率,避免聚合过程中气泡和银纹的产生。 2.将本体聚合所制得的透明无规共聚物片放入管式炉中升温,使得三氟乙烯基芳基醚发生[2π+2π]环加成反应,制得PFCB芳基醚交联后的聚甲基丙烯酸酯。所制得的片状交联聚合物的颜色和形貌与交联前没有太大变化。 3.利用DSC和TGA研究了交联聚合物的热稳定性,交联后的聚合物的玻璃化转变温度消失,聚合物的初始分解温度比普通PMMA提高了约20℃。全氟环丁基芳基醚交联的聚甲基丙烯酸酯的80小时的吸水率仅为0.03%,比PMMA低了1.70%。其原因在于交联后的聚甲基丙烯酸酯除了会阻碍聚甲基丙烯酸酯分子链的活动性外,全氟环丁基芳基醚还可以占据分子链间的空间。