Page 130 - 《精细化工》2022年第3期

·552· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

由图 4 可知，随着 DCPEMA 用量的增加，样品 n(DCPEMA) = 2∶1，样品 D3 的断裂伸长率达到最
的静态水接触角逐渐下降，样品 D2 静态水接触角 大，为 68%±2%。继续提高 DCPEMA 的用量，样品
下降至 75°；进一步增加 DCPEMA 的用量，样品 D5 的断裂伸长率下降至 14%±2%。这是因为，
D5 的静态水接触角降为 43°。结果表明，DCPEMA DCPEMA 的引入导致聚合物网络转变为线性结构，
的引入能够显著降低材料的表面静态水接触角，材 从而提高了断裂伸长率，但聚合物的拉伸强度随之
料的亲水性大幅增加。因此，DCPEMA 的引入可以 下降。由于 DCPEMA 分子链的强度较差，进一步提
作为调变 PDCPD 表面亲疏水性的有效手段之一。 高其用量后，线性结构的聚合物网络变脆，导致断
PDCPD 的分子结构中带有未反应的 C==C 双 裂伸长率下降。
键，容易在空气中受热发生氧化，HUANG 等 [23-24]
详细地分析了 PDCPD 的热老化机理，推测在氧化 表 1 样品 D1~D5 的力学性能
Table 1 Mechanical properties of samples D1~D5
过程中生成了羰基化合物，并在表面形成氧化层。
样品 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/(%±%)
氧化层会改变材料的表面亲水性。为此，考察了热
D1 64.5±2.3 3±1
老化过程对共聚物 PDCPD 表面亲水性的影响，结
D2 28.6±3.1 53±4
果如图 5 所示。
D3 14.1±3.4 68±2

D4 10.3±2.6 15±3
D5 9.1±1.5 14±2
注：聚合（时间 25 min）后室温放置 48 h 后进行测试。

通过对共聚物的溶胀性能测试，分析了共聚
PDCPD 的网络交联度。其中，聚合物溶胀率的计算
按式（1）进行：
m  m
Q / %  0  100 （1）
m 0
式中：Q 为溶胀率，%；m 0 为样品的质量，g；m′

图 5 热老化时间对样品静态水接触角的影响 为溶胀后的质量，g。
Fig. 5 Effect of aging time on sratic water contact angle of 计算结果如图 6 所示。
samples

由图 5 可知，随着热老化时间的延长，纯 PDCPD
（样品 D1）的静态水接触角从 112°下降至 62°，说
明表面亲水性显著增加。随着 DCPEMA 用量的增
加，共聚物热老化后的静态水接触角的变化幅度变
小。样品 D5 经过 8 h 热老化后，静态水接触角由
43°下降至 36°，材料的亲水性提升不明显。说明热
老化过程能够显著提升纯 PDCPD 的表面亲水性，
但是对于共聚物的表面亲水性提升效果不明显。可
见 DCPEMA 的共聚改性对亲水性的提升效果更明
图 6 样品 D1~D5 的溶胀率
显，工艺也更简单。 Fig. 6 Swelling ratio of samples D1~D5
2.4 共聚物的力学性能
考察了 DCPD 与 DCPEMA 物质的量比对共聚 由图 6 可知，样品 D1 在甲苯中的溶胀率为
物力学性能的影响，通过注射成型工艺直接制备相 109%±3.1%；随着 DCPEMA 用量的增加，样品 D3
应样条，结果如表 1 所示。由表 1 可知，PDCPD 的 的溶胀率增加至 140%±2.8%；而样品 D5 的溶胀率
拉伸强度为(64.5±2.3) MPa，断裂伸长率为 3%±1%。 下降至 93%±2.1%。可见溶胀率的变化趋势与共聚
随着共聚物中 DCPEMA 用量的增加，共聚物的拉伸 PDCPD 的断裂伸长率随 DCPEMA 用量增加的变化
强度显著下降。当 n(DCPD)∶n(DCPEMA) = 1∶2， 趋势相同。推测可能的原因如下，DCPEMA 参与共
样品 D5 的拉伸强度下降至 9.1 MPa 左右。与此同时， 聚后，无论是烯烃双键还是环戊烯双键被打开，分
随着 DCPEMA 用量的增加，共聚物的断裂伸长率则 子结构都呈现长链状，而且分子结构中的醚键会增
呈 现先上升 后下降的 趋势。当 n(DCPD) ∶ 加长链的扭转和拉伸能力。因此，DCPEMA 的引