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溴化聚苯乙烯(BPS)是一种环保型、高分子阻燃剂,主要用于阻燃PA、PBT和PET等工程塑料,是代替多溴联苯(PBB)和多溴联苯醚(PBDE)类的新型阻燃剂。BPS完全符合欧盟《电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHs),本课题采用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成溴含量高、热稳定性好、相容性佳的低相对分子质量、相对分子质量分布窄的BPS。
以α-溴代丙烯酸乙酯为引发剂,卤化亚铜/22-联二吡啶为催化/配位体系,采用原子转移自由基聚合(ATRP)合成相对分子质量低、相对分子质量分布窄的聚苯乙烯(PS);以二氯甲烷为溶剂,无水三氯化铝和铝粉为催化剂,五氧化二磷为脱水剂,以二硫化碳或四氯化碳为辅助溶剂,用液溴直接溴化低相对分子质量聚苯乙烯制备高溴含量、低相对分子质量、相对分子质量分布窄的BPS。
本论文讨论了反应时间、反应温度、催化配位体系和单体用量对PS相对分子质量及相对分子质量分布的影响;比较了不同的液溴用量和溴化体系对BPS溴含量的影响。
实验表明:用原子转移自由基聚合能合成相对分子质量在5×10<3>~5×10<4>的聚苯乙烯,其多分散系数为1.8~1.9;液溴与聚苯乙烯的最合适的比例为3:1,"助溶剂"的加入能够将BPS的溴含量从64%提高到75%。采用高效气相凝胶色谱(GPC)、元素分析和热失重分析(TGA)等测试手段对低相对分子质量PS、低相对分子质量:BPS进行分析与表征。