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CO(CH)等离子体与苯乙烯共聚及其在聚合物共混中的应用研究

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第一章绪论

1.1引言

1.2等离子体简介

1.3等离子体技术在高分子科学领域中的应用

1.3.1高分子材料的等离子体表面处理

1.3.2等离子体聚合

1.3.3等离子体引发聚合

1.4二氧化碳等离子体

1.5甲烷等离子体

1.6等离子体技术在聚合物共混中的应用

1.7本课题提出和拟研究的内容

第二章二氧化碳无声放电(高频辉光放电)等离子体与苯乙烯聚合反应的电特性

2.1引言

2.2二氧化碳无声放电等离子体引发苯乙烯聚合的电特性

2.2.1电压值

2.2.2电流值

2.2.3放电功率

2.2.4能量效率

2.3二氧化碳高频辉光放电等离子体与苯乙烯共聚合的电特性

2.3.1电压值

2.3.2电流值

2.4小结

第三章辉光放电条件下二氧化碳(甲烷)与苯乙烯的共聚合

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1原料及试剂

3.2.2反应装置图

3.2.3实验步骤

3.2.4测试和表征

3.3结果与讨论

3.3.1辉光放电条件下CO2与苯乙烯共聚合的反应规律

3.3.2辉光放电条件下CH4与苯乙烯共聚合的反应规律

3.3.3两种共聚合反应体系的比较

3.4小结

第四章无声放电条件下二氧化碳(甲烷)等离子体引发苯乙烯聚合

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1原料及试剂

4.2.2实验装置图

4.2.3实验步骤

4.2.4测试和表征

4.3结果与讨论

4.3.1无声放电条件下CO2等离子体引发苯乙烯聚合的反应规律

4.3.2无声放电条件下CH4等离子体引发苯乙烯聚合的反应规律

4.3.3两种聚合反应体系的比较

4.4小结

第五章等离子体条件下聚丙烯/聚苯乙烯合金化的研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1原料和试剂

5.2.2试验方法

5.3结果与讨论

5.3.1 PSt的表征和分析

5.3.2 gPP的表征和分析

5.3.3 gPP/PSt合金的结构与性能

5.4小节

第六章全文总结

参考文献

攻读博士学位期间发表论文

致谢

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摘要

二氧化碳和甲烷是储量十分丰富的资源,同时也是主要的温室气体之一.合理地转化二氧化碳和甲烷不仅可以有效地利用资源,对环境保护也有重要的意义.等离子体技术作为一种非常规方法在二氧化碳和甲烷化学转化研究中受到越来越多的关注.该文研究了辉光放电条件下二氧化碳(甲烷)和苯乙烯的聚合反应规律及无声放电条件下二氧化碳(甲烷)等离子体引发苯乙烯的聚合反应规律,并将两种放电方法应用于聚合物共混,制备聚丙烯/聚苯乙烯合金.等离子体技术涉及诸多物理现象,对物理过程的分析是理解和分析二氧化碳和甲烷转化的前提,该文实现了放电过程中电压和电流物理量的在线检测.研究辉光放电条件下二氧化碳和苯乙烯及甲烷和苯乙烯等离子聚合反应规律.聚合产物的溶解性试验、FTIR和XPS分析表明,二氧化碳和苯乙烯反应生成的聚合膜化学结构中含有醚键、羰基、羟基,选用合适的放电条件可以得到非交联的线性结构聚合膜;甲烷和苯乙烯生成的聚合膜均为交联型结构;根据聚合膜化学结构推测了聚合反应过程中的基元反应.研究无声放电条件下二氧化碳等离子体引发苯乙烯聚合和甲烷等离子体引发苯乙烯聚合规律,结果表明二氧化碳(甲烷)等离子体引发苯乙烯聚合符合自由基机理,FTIR、XPS和溶解性试验表明聚合产物为非交联的线性结构,二氧化碳等离子体引发苯乙烯的聚合产物中引入了羰基官能团,甲烷等离子体引发苯乙烯的聚合产物中引入了碳=碳双键官能团.根据辉光放电和无声放电条件下,二氧化碳(甲烷)和苯乙烯的共聚反应特征,采用等离子体技术结合原位熔融共混的方法制备聚丙烯/聚苯乙烯合金.FTIR、XPS、荧光光谱、SEM、偏光显微镜和DSC等分析结果表明:聚苯乙烯以尺寸较小的圆形颗粒均匀地分散于聚丙烯连续相中;等离子体方法提高了两相的相容性;力学性能的测试结果表明,等离子体条件下制备的聚丙烯/聚苯乙烯合金与纯聚丙烯相比,在拉伸性能未损失的前提下,合金的冲击性能得到较大幅度提高.

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