聚丙烯粉料水相异相接枝马来酸酐反应及产物的应用研究

摘要

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，其有用途广泛、产量大、价格低廉、耐水、耐化学腐蚀、以及容易成型等优点。但是聚丙烯具有非极性和结晶性，使其与其它极性聚合物、无机填料及增强材料等材料的相容性差，共混或者复合时需要加入增容剂来降低界面的张力，从而增加界面的粘接强度；另外其染色、粘接性能、抗静电性能、亲水性能也很差，这些缺点严重制约了聚丙烯的进一步推广应用。 马来酸酐(MAH)是一种含有多种官能团的极性化合物。分子结构中含有不饱和双键，容易与其它聚合物发生接枝聚合反应，活性很强的酸酐基团容易与羟基、羧基、胺基等官能团发生化学反应，所以通过用马来酸酐功能化一些极性的聚合物，可以增加其与其它极性物质的相容性。 本文研究了以过硫酸铵(APS)为引发剂，通过水相异相法在聚丙烯(粉料)分子链上接枝马来酸酐单体，得到接枝产物(PP-g-MAH)，从而使PP功能化。研究的主要内容包括以下三部分： 第一部分是对接枝合成体系的研究，用化学滴定法测定产物的接枝率。考察了单体用量、引发剂用量、反应温度及反应时间对接枝反应的影响。在此基础上，进一步探讨了怎样提高MAH的利用率，结果表明： 1．各种因素对接枝反应都存在着一定的影响，在合适的条件下，可以得到接枝率高达1.10％的产物。 2．在同样的条件下，对反应体系中的马来酸酐循环利用5次，可以使它的利用率提高至3倍之多。 第二部分是主要对在实验室制备的接枝产物进行结构表征和有关性能的测试，可以得出以下结论： 1．对纯化的产物进行红外光谱表征，在1700～1900cm<'-1>出现了新的特征吸收峰，说明了MAH已经接枝到聚丙烯的分子链上。 2．极性的MAH单体接枝到PP分子链上后，与纯PP相比较，接枝产物的熔体流动速率下降，熔体的粘度增大，熔点上升，力学性能稍有所提高，与铝片的粘接性能也提升。 第三部分主要对接枝产物在PP/PA6共混体系中的应用作了研究。按照一定的配方，共混、制样和测试，发现： 1．在体系中加入PP-g-MAH作为增容剂后，共混物之间的相容性大大改善，与未加增容剂的体系对比，各项力学性能均有显著地提高。 2．对于一定的共混体系，PP-g-MAH的加入量不是越多越好，而是有一个适当的范围。 3．并通过扫描电子显微镜对试样断面进行形貌表征，添加适量PP-g-MAH后，体系的相容效果明显改善，也验证了以上的结论。 4．加入适量的PP-g-MAH后，体系中的PP和PA6可以产生共结晶，体系的加工性能也明显改善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2接枝改性方法

1.2.1热引发接枝

1.2.2溶液接枝

1.2.3熔融接枝

1.2.4固相接枝

1.2.5其它方法

1.3产物的表征

1.3.1化学滴定法

1.3.2红外光谱法

1.3.3称重法

1.3.4核磁共振法

1.3.5其它表征方法

1.4产物的应用

1.4.1作为增容剂，提高聚丙烯与其它材料之间的相容性

1.4.2作为胶粘剂表面胶粘、涂覆是功能化聚丙烯的重要应用

1.4.3作偶联剂用于填充改性

1.5关于本课题

第二章聚丙烯水相异相接枝

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2主要设备

2.2.3标准溶液的配置与标定

2.2.4接枝方法

2.2.5接枝率的测定

2.2.6 MAH利用率的提高

2.3结果与讨论

2.3.1标准溶液的标定

2.3.2接枝率的影响因素

2.3.3 MAH利用率的提高

2.4本章小结

第三章表征与测试

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要原料

3.2.2主要设备

3.2.3表征与测试

3.3结果与讨论

3.3.1红外光谱法

3.3.2流动性能

3.3.3流变性能

3.3.4热性能

3.3.5力学性能

3.3.6粘接性能

3.4本章小结

第四章接枝产物的应用

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要原料

4.2.2主要设备

4.2.3共混物的制备

4.2.4测试与表征

4.3结果与讨论

4.3.1力学性能

4.3.2微观结构

4.3.3热性能

4.3.4流变性能

4.4本章小结

结论和进一步研究工作

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢