SBS-g-GMA与PBT共混反应机理的探讨不同共混物的红外光谱图A―PBT;B―PBT/SBS(洗涤);C―PBT/SBS-g-GMA从看出,PBT/SBS-g-GMA经共混反应,并经过洗涤后,与纯PBT相比在700cm-1处多出一个峰,这是聚苯乙烯链节的特征峰。而PBT/SBS熔融共混经洗涤后,得到的红外谱图与纯PBT的相同。可见,SBS与PBT共混,不会发生化学反应,SBS无法通过化学键合而留在PBT中。相反,GMA接枝SBS后,由于引入了可反应基团,与PBT熔融共混时,生成PBT-GMA-SBS,因此经同样方法洗涤后,SBS仍留在PBT中。
通过对PBT羧端基含量测定(即在苯酚-四氯乙烷混合溶液中加热溶解PBT,用氢氧化钠醇溶液滴定,以酚酞作指示剂,测得羧端基含量约为9.42×10-5mol/g),以及环氧开环反应通常有活泼H+参与这一特性,认为PBT和SBS-g-GMA体系的反应机理,使SBS弹性体表面接枝了大量的PBT分子,得到了PBT-GMA-SBS接枝共聚物。AJMoffett<2>等研究了GMA接枝EPDM与PBT熔融反应,也发现环氧开环反应是最主要的反应,环氧基主要与PBT的羧端基进行反应,而与醇端基发生反应的可能性较小。
共混物的广角X衍射分析共混物中,SBS通过GMA的环氧基与PBT的羧端基发生反应而进入PBT晶格间隙,使PBT晶格受到破坏。为了研究SBS-g-GMA对PBT结晶性能的影响,对PBT、PBT/SBS和不同共混物的广角X衍射谱图A―纯PBT;B―PBT/SBS;C―PBT/SBS-g-GMAPBT/SBS-g-GMA三个样品进行同样条件热处理后,作广角X衍射,所示。通过衍射谱图中晶区与非晶区面积的估测,可以发现PBT/SBS-g-GMA的结晶度比PBT/SBS低,这两者的结晶度又都低于纯PBT.
根据衍射峰的特征位置及对应强度,从粉末衍射卡查得,衍射图谱中2为17°、23°和25°的三个衍射峰分别对应于PBT晶型中的<010>、<100>和<11-1>三个晶面。由Scherer方程计算出表观晶体特征尺寸L=k/(Bcos)其中k为形状因子常数,聚合物晶体中通常取0.9,B是衍射峰的半峰宽,为入射的X射线的波长<6>。由可见,PBT/SBS、PBT/SBS-g-GMA与纯PBT相比,微晶尺寸明显变小。
这是由于SBS、SBS-g-GMA混入PBT中,对PBT晶格造成较大的破坏,尤其阻碍了沿<100>、<11-1>晶面法向生长的晶体,而对<010>晶面法向生长的晶体并无多大影响。SBS-g-GMA与SBS比较,前者对<010>晶面法向生长的晶体阻碍比后者大,而后者对<11-1>晶面法向生长的晶体阻碍比前者稍大。另外发现在熔融共混中,SBS、SBS-g-GMA的加入并未导致PBT晶型的变化。
共混物的DSC研究是不同接枝度的SBS-g-GMA与PBT共混物的DSC谱图。数据处理如所示。随着SBS中GMA接枝度(DG)的提高,共混物的熔点下降,熔程变宽,熔融热焓降低,这说明共混物的结晶度下降、非晶区增加这一结果与前面的WAXD分析的结论相符。熔点下降及融程变宽说明共混物形成了不完善的结晶,这可能是由于接枝反应后导致PBT分子链活动能力变差所致。