多重核壳结构的反应性SBS纳米颗粒的设计、制备及其尼龙增韧作用

In recent year, research in toughening and reinforcing modification of nylon are mainly focused on the micro/nano multi-scale structure and particles characteristics of the polymers. This project design the new toughening copolymer particles based on the heterogeneous scale of micro/nano structure. And the purpose is prepares SBS copolymers with alternating copolymer of styrene and maleic anhydride as inception block by Semi continuous feeding RAFT mini-emulsion "living" radical polymerization. During the polymerizing process, latex particle will self-assemble to multiple core-shell structure with alternating copolymer of styrene and maleic anhydride as outer shell layer and SBS block copolymers as multi core layer. Aiming at the precisely synthesizing well-defined reactive SBS copolymers with micro/nano multi-scale structure, we will explore the RAFT miniemulsion copolymerization principle of toughening block polymer particles. The relationship and mechanism of polymer particle with multi-scale structure and toughening and reinforcing performance will be investigated. Also, we will explore the theoretical foundation to prepare new Nylon toughening materials.

近年来聚合物颗粒的微纳多尺度结构和颗粒特性是尼龙增韧增强改性的发展方向。本项目基于增韧聚合物颗粒的微纳尺度异质化设计的新思路，通过RAFT活性自由基细乳液聚合方法，以顺序加料方式合成一种苯乙烯马来酸酐交替共聚物SMA为起始链段的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物（SBS），聚合过程中乳胶粒自组装形成马来酸酐苯乙烯交替聚合物SMA为壳，内核为聚苯乙烯（PS）硬相和聚丁二烯（PB）软相组成的多重核壳结构的反应性SBS纳米增韧颗粒。研究嵌段聚合物增韧颗粒的RAFT细乳液聚合规律，实现新型反应性SBS增韧颗粒的微纳多尺度结构与尺寸的可控制备，研究增韧聚合物颗粒的微纳多尺度结构与尼龙增强增韧作用的构效关系和作用机理，为开发新型尼龙增韧材料和完善尼龙增韧理论提供依据。

功能聚合物颗粒的微纳多尺度结构和颗粒特性是尼龙等树脂增韧增强改性的发展方向。基于增韧聚合物颗粒的微纳尺度异质化设计的新思路，通过RAFT活性自由基细乳液聚合方法，以顺序加料方式合成一种苯乙烯马来酸酐交替共聚物为起始链段的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物（SBS），聚合过程中乳胶粒自组装形成马来酸酐苯乙烯交替聚合物为壳，内核为聚苯乙烯硬相和聚丁二烯软相组成的多重核壳结构的反应性SBS纳米增韧颗粒。研究了嵌段聚合物增韧颗粒的RAFT细乳液聚合规律，实现新型反应性SBS增韧颗粒的微纳多尺度结构与尺寸的可控制备，考察了增韧聚合物颗粒的微纳多尺度结构与尼龙增强增韧作用的构效关系和作用机理。.在此基础上本文进一步合成了反应性聚合物：聚（苯乙烯-alt-马来酸酐）-b-聚苯乙烯-b-聚丙烯酸正丁酯-b-聚苯乙烯（反应性嵌段共聚物弹性体，RBCP）以及反应性嵌段共聚物核壳粒子（RBCP核壳粒子），并用于环氧树脂与尼龙的增韧改性，研究了共混体系的微相结构与力学性能，考察了反应性嵌段共聚物弹性体的加入量、链段结构对分散相多尺度结构和缺口韧性的影响规律，实现了反应性聚合物与环氧树脂共混物、反应性聚合物与尼龙共混物的相结构的调控，达到了提高缺口韧性的同时保持共混物的模量或玻璃化温度这一目标，为反应性聚合物改性高分子结构材料提供了实践指导，为开发新型尼龙或环氧树脂增韧材料和完善增韧理论提供了依据。