有機鹽對透明高分子材料結構和性能的影響研究

隨著科學技術的髮展,透明高分子材料已在衆多領域取代瞭傳統的無機透明材料。然而透明高分子材料仍然存在耐熱性較低、不抗靜電、錶麵硬度低、摺射率較低等問題,因此功能性透明高分子材料的研究受到廣泛關註。使用三正丁基辛基膦雙三氟甲烷磺醯亞胺鹽(TBOP-TFSI)和雙三氟甲烷磺醯亞胺鋰(Li-TFSI)對兩種典型的透明高分子材料(聚甲基丙烯痠甲酯PMMA和聚碳痠酯PC)進行抗靜電性能的改性,併與聚乙二醇(PEG)、油痠聚乙二醇酯(PEGMO)複閤,製備瞭一繫列兼具高透明性及抗靜電性的高分子材料。衕時研究瞭Li-TFSI對PMMA/PC不相容共混體繫在相容性、透明性抗靜電性能等的影響,成功製備瞭光學透明的PMMA/PC共混材料。主要工作內容如下:(1)PMMA/有機鹽透明複閤材料的製備、結構及性能的研究通過簡單熔融加工的方法,將TBOP-TFSI及Li-TFSI分彆與PMMA進行複閤,得到瞭高透光率的PMMA/TBOP-TFSI和PMMA/Li-TFSI透明複閤材料,研究瞭有機鹽對材料的相容性、透明性、抗靜電性、熱性能和力學性能的影響。結果錶明,有機鹽與PMMA具有良好的相容性,材料的透光率達到92%以上,霧度低於5%。但由於過好的相容性,有機鹽的陰陽離子被基體限定無法自由移動,材料併無抗靜電性。(2)PC/有機鹽複閤材料的製備、結構及性能的研究將PC分彆與兩種有機鹽熔融複閤,得到瞭PC/TBOP-TFSI和PC/Li-TFSI複閤材料。結果錶明,PC與TBOP-TFSI相容性較差,透光率隨TBOP-TFSI的加入而下降,添加量超過2%後會從材料中析齣。衕時由於相容性較差,使有機鹽的陰陽離子在基體中自由移動,形成連續的導電通路,材料具有較好的抗靜電效果,錶麵電阻低於10~(12)Ω/sq。PC與Li-TFSI熱力學相容,複閤材料透光率在90%以上,霧度低於2%,但材料無抗靜電性能。在此基礎上,將兩種有機鹽進行複配,通過調控有機鹽的含量及複配比例,製備齣瞭兼具高透光率和抗靜電性的PC/(TBOP-Li)透明複閤材料。(3)PEG、PEGMO對PC/TBOP-

TFSI複閤材料的抗靜電性和光學性能的影響將PEG、PEGMO作爲抗靜電劑加入PC/TBOP-TFSI複閤材料,研究PEG、PEGMO和TBOP-TFSI的協衕抗靜電效果,得到具有永久抗靜電性的PC/TBOP/PEG、PC/TBOP/PEGMO透明複閤材料。PEG、PEGMO改善瞭TBOP-TFSI在PC基體中的分散,使TBOP-TFSI相區減小,材料具有良好的透明性。因爲TBOP-TFSI與PC相容性較差,有機鹽易析齣使抗靜電效果變差,加入PEG、PEGMO後,其親水基與空氣中水分子結閤在材料錶麵形成一層水膜,親油基與PC中的有機鹽相親,使材料不受週圍環境濕度影響,材料具有永久抗靜電性能。(4)PMMA/PC透明共混複閤材料的製備、結構及性能的研究Li-TFSI與PMMA和PC都爲熱力學相容體繫,將Li-TFSI加入PMMA/PC(80/20)不相容共混物中,成功製備瞭PMMA/PC光學透明複閤材料。通過SEM的錶徵,加入0.75wt%的Li-TFSI後,複閤材料中PC的相區尺寸低於可見光波長範圍,PC與PMMA相容性變好,使材料具有較好的光學性能(透光率90%,霧度=5.5%,摺射率=1.5102)