聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯(SBS)嵌段共聚物是应用广泛的热塑性弹性体材料,常用于尼龙、环氧树脂、聚丙烯等工程塑料的抗冲增韧改性。但非极性的SBS与极性的尼龙树脂相容性很差,简单共混难有显著增韧效果,目前工业上多以熔融接枝聚合将极性的马来酸酐引入SBS链段上,通过酸酐基团与尼龙链段中的胺基反应的反应性增容方式达到增容增韧效果。熔融接枝共聚高耗低效,而阴离子聚合仅适用少量的如苯乙烯、丁二烯的共轭单体聚合,在制备过程中无法直接引入极性的增容单体,因此如何实现在制备嵌段聚合物同时直接将马来酸酐引入到SBS链段中,直接合成马来酸酐改性的SBS嵌段共聚物,并将其用于极性聚合物如增韧尼龙的系统研究,是一个有理论研究与应用价值的课题。近些年来可逆加成断裂链转移活性可控自由基(RAFT)(细)乳液聚合为制备嵌段共聚物提供了一条新途径。本文基于直接合成马来酸酐改性SBS嵌段共聚物并用于极性聚合物增韧改性的目的,创新性地设计了苯乙烯-马来酸酐交替共聚物为起始链段的新型马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物尼龙增韧剂,辅以RAFT本体聚合和(细)乳液聚合方法,先以RAFT本体聚合制备窄分布苯乙烯-马来酸酐交替共聚物,并以此为大分子RAFT试剂通过RAFT(无皂)(细)乳液聚合合成了苯乙烯-马来酸酐交替共聚物为起始链段的丁苯嵌段聚合物,实现了直接将马来酸酐引入到SBS分子链段,详细研究了马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物的RAFT聚合规律,考察了不同过程中的RAFT聚合动力学行为和活性可控聚合特征,表征了共聚物链的序列结构与微相分离结构,分析了其微相分离的形成机制,初步考察了其作为增韧剂对尼龙6的冲击性能、界面相容性和吸水性的影响。论文所开展的研究工作包括以下三个部分：1.苯乙烯马来酸酐交替共聚物大分子RAFT试剂(SMA)调控的苯乙烯RAFT细乳液聚合规律利用苯乙烯与马来酸酐交替共聚的特征,通过RAFT共聚合,得到的分子链端基为二硫酯基团的苯乙烯马来酸酐交替共聚物poly(styrene-alt-maleic anhydride) (SMA-RAFT),该聚合分子量可控,分子量分布窄,可作为大分子RAFT试剂调控苯乙烯进行细乳液聚合,且这一聚合具有良好的活性可控特征。氨化的SMA-RAFT具有两亲性功能,可同时作为大分子RAFT试剂和聚合乳化剂,有效地调控苯乙烯无皂细乳液聚合。在氨化的sMA调控的苯乙烯无皂细乳液聚合体系中考察了氨化度对聚合规律的影响。实验发现氨化度对苯乙烯的聚合动力学、活性聚合特征有显著的影响。氨化度的增加使聚合过程出现阻聚期,氨化度越高,阻聚期越长,聚合活性可控特征越差；氨化度较低时苯乙烯细乳液聚合具有良好的活性可控特征；在酸酐氨解生成亲水基团的过程中氨会与二硫酯基团反应生成硫代酰胺和硫醇,而生成的硫醇导致了阻聚期的出现和活性可控特征的降低。氨化的两亲性SMA-RAFT试剂自组装在油水界面,通过界面聚合的方法,在一定的条件下形成具有“核-壳”结构微相分离形貌的乳胶粒,氨化度对乳胶粒的形貌有显著影响。在氨化度较低和较高的时乳胶粒“核-壳”结构不明显,在适度的氨化度条件下,乳胶粒具有明显的“核-壳”结构,同时乳胶粒的水化半径随氨化度增加而线性增加。2.马来酸酐改性苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物的RAFT种子乳液聚合规律系统研究了丁二烯RAFT种子乳液合成马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物的聚合规律。主要考察了进料比、聚合反应温度以及聚合方式对聚合动力学行为、活性可控特性、凝胶点、乳胶粒子形貌、共聚物热力学性能等方面的影响。RAFT种子乳液聚合能够有效地合成丁苯嵌段共聚物。丁二烯RAFT种子乳液聚合速率较低,双键的存在,使得聚合过程中出现交联和支化,导致凝胶点的出现。进料比和聚合温度对凝胶点有明显的影响。在相同的氨化度和聚合温度下,进料比中丁二烯增加,凝胶点越低,而在相同氨化度和进料比条件下,聚合温度越高,凝胶点越低。在活性可控特征方面,交联发生前,丁二烯RAFT种子乳液聚合具有相对较好的活性可控特征,嵌段共聚物分子量可控,分子量分布较窄。接近凝胶点,支化致使分子量与理论值偏差较大,分子量分布变宽。超过凝胶点,凝胶率随转化率的提高而迅速增加。在相同的氨化度条件下,交联发生前进料比对进入到分子链段中的聚丁二烯的分子量影响不明显。在乳胶粒形貌方面,马来酸酐改性丁苯二嵌段共聚物乳胶粒的微相分离形貌会随丁二烯转化率的提高而发生变化,由层状结构到多孔的中心层状结构直至变为以苯乙烯为壳以交联的丁二烯为核的“核-壳”的微相分离的形貌。而最终得到的马来酸酐改性丁苯三嵌段共聚物SBS乳胶粒子为外层和内层为聚苯乙烯,中间层为交联的聚丁二烯的三层“核-壳”结构的形貌。在力学性能方面,马来酸酐改性丁苯二嵌段共聚物随着丁二烯含量的增加,应力由9MPa降低到6MPa,而断裂伸长率由240%增加到350%；对马来酸酐改性丁苯三嵌段共聚物而言,由于反应过程中,凝胶率的进一步升高,最大应力可接近18MPa,但是断裂伸长率只有40%左右。3.马来酸酐改性苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物增韧尼龙6的初步研究初步探讨了RAFT细乳液聚合制备的马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物对尼龙6的缺口冲击强度、界面相容性和吸水率的影响。研究发现,马来酸酐改性的丁苯嵌段共聚物对尼龙6有一定的增韧效果。随丁苯嵌段共聚物含量的增加,缺口冲击强度增加,但超过6%时冲击强度开始降低。在相同的马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物添加量条件下,分子链中聚丁二烯含量增加,尼龙6的冲击强度更高。而未改性丁苯嵌段共聚物对尼龙无明显的增韧效果,与尼龙之间的相容性很差,二者的相界面明显,未改性的丁苯嵌段共聚物以团聚粒子的形式存在。而马来酸酐改性的丁苯嵌段共聚物能够改善二者之间的相容性,由于实验所用的马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物分子量较小,在与尼龙的共混过程中,二者形成了均相体系；在马来酸酐改性丁苯嵌段共聚物与尼龙共混物的吸水率方面,吸水率也随着丁苯嵌段共聚物含量的增加而降低。以窄分子量分布的苯乙烯马来酸酐交替共聚物大分子RAFT试剂(SMA)调控的苯乙烯/丁二烯细乳液聚合,链段结构可控,可直接在合成丁苯嵌段共聚物的过程中将马来酸酐引入到分子链段中,共聚物粒子随单体不同的转化率而呈现不同的微相分离形貌变化,粒子表面的极性基团可增加与极性树脂之间的相容性。该法方法简单,条件温和,易于工业放大,可以调节不同链段的组成,研究结果为进一步分析其作为尼龙的抗冲增韧剂提供了基础。