Page 41 - 《橡塑技术与装备》2021年6期（3月下半月 塑料）

理论与研究 宗蒙·TDI/BPO 改性 PBS 的力学性能研究

的拉伸强度为 38.16 MPa，当 TDI 加入量为 1.0%（质 （3）大分子长链的交联反应 ：
量分数）时，拉伸强度最大，为 39.76 MPa，当 TDI H
加入量为 2.5%（质量分数）时，拉伸强度最小，为 C
C
37.20 MPa。 +
C
C
H
2.7 BPO 用量对体系交联度的影响
图 8 为 BPO 用量对改性 PBS 材料交联度的影响
曲线。根据过氧化物引发 PBS 发生交联反应的机理，
当 PBS 发生交联反应后，在体系中就会生成不融不溶
的网络结构，因此当交联改性后的体系溶于氯仿时，
就会出现凝胶。从图中可以看出，当加入 BPO 后，材
料的交联度开始上升，并且随 BPO 用量的增加而增大。
BPO 用量较少时，交联度上升平缓 ；当 BPO 用量由
0.15% 增加到 0.30% 时，交联度迅速上升。这是由于
图 7 TDI 用量对改性 PBS 材料力学性能的影响曲线 当加入 BPO 的量较少时，其浓度较低，在热的作用下
产生的活性自由基数量较少，不能有效地引发 PBS 产
拉伸强度先升高，是因为向纯 PBS 中加入扩链剂
生自由基，导致 PBS 不能进行有效地交联，因而交联
TDI 后，根据扩链反应机理，TDI 能够与 PBS 分子链
度增大比较平缓 ；随着 BPO 用量的增加，体系中能够
两端的羟基发生偶联反应，使分子链增长，分子量增
产生大量的活性自由基，可以有效地引发 PBS 产生自
加，分子之间的作用力增大，与纯 PBS 相比，材料受
由基，从而使 PBS 能够进行有效地进行交联，因而交
到拉伸作用而发生断裂时，就需要更大的外界拉力作
联度迅速增大。
用 [17] ；其次又降低，是因为随着扩链剂 TDI 的继续加
入，分子链上的端羟基和 TDI 不断反应，直至反应完
全，这样 TDI 便会与生成的氨酯基发生反应，产生支
化，导致结晶度下降，这与 DSC 分析的结果一致，最
终使得拉伸强度有所下降。
2.6 PBS 交联反应方程
过氧化物引发聚合物发生交联反应按自由基型反
应进行。有机过氧化物如过氧化苯甲酰（BPO）在热
的作用下，分解产生活性自由基 ；产生的自由基会进
攻 PBS 主链—CH 2 —上的氢原子，并且夺取氢原子，
使 PBS 分子链生成带有活性点的长链 ；这些带有活性
点的聚合物长链之间发生偶合作用，由于 PBS 主链
图 8 BPO 用量对改性 PBS 材料交联度的影响曲线
上—CH 2 —数量较多，链与链就会形成网络结构，进
而拓展到三维方向，形成网状聚合物 [18] 。具体的反应 2.8 BPO 用量对体系加工及流变性能的影响
2.8.1 BPO 用量对体系加工性能的影响
机理如下 ：
图 9 为 BPO 加入前后改性 PBS 材料扭矩的变化
（1）过氧化物的分解反应 ：
heat . 曲线。纯 PBS 作为一种脂肪族聚酯，由于其分子链中
R O O R 2R O
（2）引发主链产生自由基的反应 ： 长支链较少，熔体强度和熔体黏度特别低，从而导致
平衡扭矩很低。向熔融的 PBS 体系中加入交联剂后，
. .
R O + C C + ROH 扭矩开始上升，并且上升的幅度较大，当体系的扭矩
H 趋于平衡时，也能保持相当大的数值。由此可得，加

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年