C60和C70对聚苯乙烯耐紫外老化性能的影响.pdf

2011年第4期(总第88期)
塑料助剂
o和Cm对聚苯乙烯耐紫外老化性能的影响
彭玉彭汝芳金波沈娟楚士晋
(西南科技大学,四川省非金属复合物与功能材料重点实验室,省部共建国家重点实验室培育基地,绵F阳,621010)
摘要采用嫁融共混法制得富勒烯C和Cm念量分別为1%,3%,5%(质量分数)的聚苯乙烯/C
和聚苯乙媂C复合膜,对其进行抗紫外光加速老化性能研究。采用乌氏粘度计、红外光谱仪和差热(DTA)
仪分别对样品的特性粘度、分子链段结构和分解温度进行测定和表征。研究表明,C0和C?含量为5%的
聚苯乙烯C。和聚苯乙烯Cn复合膜经过紫外老化处理后,其特性粘度、分子链结构、热分解温度变化不
大。因此,适当配比的Cの和Cm能够増强聚苯乙烯材料的耐紫外老化作用。并结合荧光光谱结果对Co和
Cn改善聚苯乙烯耐老化性能的作用机理进行初步探讨
关键词富勒烯聚苯乙烯紫外线老化
Anti-ultraviolet Aging Properties of Co and C Added into Polystyrene
Peng Yu Peng Rufang Jin Bo Shen Juan Chu Shijin
(Stale Key Laboralory Cultivalion Base for Nonelal Composites and Functional Malerials. Southwest University of Seienee arc
Teehnology Mianyang 621010
Abstract: The composites polystyrene/Cw and polystyrene /C containing mass fraction of 1%,3%, 5%
fullerene(Ceo and C were obtained by melt-blending technique. The accelerated aging test of the composite was
carried out under the conditions of ultraviolet irradiation. The intrinsic viscosity, structure and decomposition
temperature of the samples before and after aging were tested by ubbelohde viscometer, FTIR spectra, and DTA
The result showed that the resistance aging properties of composites are greatly improved by addition of 5% Cw
and Cx. Moreover, the resistance aging mechanism of polystyrene-fullerenes composite films was also discussed
Keyword: fullerene; polystyrene; ultraviolet; aging
聚苯乙烯(PS)对紫外光能量比较敏感,容易刘晓国等?合成了C/Cm丙烯酸(酯)共聚物,用于
发生光氧化而导致降解。通常为了提高高分子材配制清漆,用氙灯气候仪进行了抗紫外线老化测
料的抗紫外线性能,需在配方中添加紫外线吸收验,发现CCm的引入能改善清漆的紫外老化现
剂、紫外线吸收剂可以在紫外线危及高分子之前象。朱超等将水溶性富勒烯行生物C-2-丙烯酰
将其吸收,从而提高了高分子抗老化性能、富勒胺ー甲基丙磺酸聚合物(C- PAMPS)作为微量助剂
烯是一种碳的同素异形体,由于其具有独特的
添加在棗丙烯酸酯中,成膜后,利用紫外和红外光
维空间结构和众多双键,又兼顾了纳米微粒固有谱研究发现,在紫外区域透过率明显下降。表明制
的小尺寸效应,表面效应等基木特性,使其显示
备具有抗紫外老化的高分子/富勒烯复合材料具有
独特的物理化学性质,其中富勒烯分子具有的优重要意义
异抗紫外线性能已逐步引起了科学界的关注?
本文分別利用两种富勒烯碳纳米材料(C。和
Cm)与聚苯乙烯进行不同配比复合、研究了C。和
文饷に:201l
某金项H:家自然科学基金填日50972122)
Cm对高分子材料的抗紫外老化性能的影响,分析
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塑料助剂
2011年第4期(总第88期
了紫外老化前后复合材料特性粘度、结构及分解
由式(2)可知,mη]是,/c在溶液无限稀释时
温度的变化。
的外推值。
1实验部分
其中增比粘度m
(3)
1.1主要试剂
称取经紫外光照射前的PS膜0.25g,溶于10
Co(纯度>99.5%),Cm纯度>995%),实验室自mL甲苯中,超声溶解,此PS的甲苯溶液浓度记为
制;聚苯乙烯(PS),超纯高分子量粒料,相对分子c1(025gmL)。用乌氏粘度计测定溶液流出规定
质量约为2.5x10°,美国AIfa公司;甲苯,分析纯
刻线间的时间t,然后用移液管依次加入5mL、
成都联合化工试剂有限公司;真空硅脂,成都联合mL、10mL、10mL甲苯,使溶液的浓度分别c2
化工试剂有限公司
(0.017gmL)、c3(0.0125g/mI)、c4(0.008g/mL)、cs
.2主要仪器
(0.006g/m),分别记录溶液流经规定刻线间的时
紫外老化试验箱,ZN-P型,杭州九环环境实
间2、t3、4、ty。测量纯甲苯渀液溶度记为co,流出时
验设备有限公司;乌氏粘度计,上海玻璃仪器厂
间记为o。利用式(3)计算m,再用m,/e对c作图,
红外光谱仪,800型,美同 Nicolet公司;微机差热直线外推到c0的截距即为特性粘度η]。经紫
仪,WCR-1B型,北京光学仪器厂;不锈钢模具、内外老化后的PS膜、不同配比PS/Co和PSCm复合
径30mm,外径50mm,高15mm。
膜的测试方法同上。
3PS/C。和PS/Cm复合材料制备
1.4.3红外光谱分析
分别称取C粉末1.0mg、3.0mg和5.0mg
用傅立叶变换红外光谱法研究经紫外辐照前
分别溶于10mL甲苯中。另称取3份1gPS颗粒
后样品的分子链结构变化,其试样均为复合膜固
分别溶于2m[.甲苯中,超声溶解.制得对应的C
态样
和PS甲苯溶液,将两种渀液混合,在超声波作用1.4.4DTA分析
下制成溶胶,取1mL滴于已涂有脱模剂-一真空硅
以差热仪测定紫外辐照前后样品的分解温
脂的模具中,辂摇模具使液体铺展均匀,室温下过度,试样量5?。测试程序为:在氮气保护下,以
夜,待溶剂自然挥发后,即得C如含量分别为1%
20℃/min升温速率,从20℃加热到700℃测定试
3%,5%(质量分数,下同)的PS/Co复合膜、此时膜样的分解温度
的颜色为淡紫色;同样方法,制备得到Cm含量分2结果与讨论
别为1%,3%,5%PS/Cm复合膜,此时膜的颜色为
淡棕色。制得膜厚约为0.1mm。
2.1特性粘度分析
1.4试样性能测试
紫外光照射前的PS膜测试结果如表
4.1加速紫外光老化实验
把制备好的复合膜置于紫外光人工加速老化
表1PS乌氏粘度计测试结果
箱,于辐照波长34