MAPCA官能化线型低密度聚乙烯的制备及性能研究

摘要

本论文采用固相和水相悬浮接枝法制备1-甲基丙烯酰吡咯烷-2-羧酸(MAPCA)官能化线型低密度聚乙烯(LLDPE)。借助核磁共振波谱和红外光谱表征单体的结构；选用化学滴定法测定官能化LLDPE的接枝率；利用红外光谱(FT-IR)和红外显微图像技术表征官能化LLDPE的化学结构；差示扫描量热法(DSC)对官能化LLDPE的熔点、结晶温度及非等温结晶过程进行研究；采用偏光显微镜(PLM)观察官能化 LLDPE的球晶形态变化；借助接触角的测试来评估官能化LLDPE的亲水性。
　　首先以甲基丙烯酰氯和脯氨酸为原料，在冰水浴和碱性条件下合成单体MAPCA，并采用重结晶的方法对MAPCA进行提纯，1H NMR和红外光谱测试结果表明获得纯净的目标单体。
　　以MAPCA为主单体，苯乙烯(St)为共聚单体，过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为单体溶剂，二甲苯(xylene)为界面剂，在氮气保护下采用固相接枝法制备官能化 LLDPE。结果表明：接枝率随总单体质量、引发剂用量、温度、反应时间的增加呈先增大后减小的趋势，单体比例对接枝率的影响较小。接枝共聚物的红外光谱表明MAPCA成功接枝到LLDPE链上，红外显微图像表明单体在基体上分布均匀。DSC测试结果显示官能化LLDPE的熔融和结晶温度变化不大。非等温结晶过程表明，降温速率越大，样品的结晶温度越低，结晶所需时间越短；同一降温速率下，官能化LLDPE结晶温度变化不大，但结晶所需时间明显减小。偏光显微镜显示官能化LLDPE的球晶尺寸明显减小。接触角测试表明改性后的LLDPE亲水性得到一定程度的改善。
　　采用水相悬浮接枝法制备MAPCA官能化LLDPE，接枝率测定结果表明：单体比例对接枝率有明显影响；接枝率先随单体总量的增加而增加，然后变化不明显；当引发剂用量低于0.08 g时，接枝率随引发剂量的增加而增大。FT-IR分析证明单体已接枝到LLDPE上，红外显微图像系统分析表明单体官能团在基体中的分布均匀。借助DSC对接枝产物的热力学参数进行测试和非等温结晶动力学研究，偏光显微测试结果表明接枝使样品的球晶尺寸减小，接触角测试表明接枝使得LLDPE的亲水性得到一定程度改善。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 聚烯烃改性

1.3 聚烯烃固相接枝改性的影响因素

1.4 聚烯烃接枝产物的应用

1.5 本课题研究意义及内容

第2章 实验部分

2.1 实验材料和仪器

2.2 单体的合成与表征

2.3 官能化LLDPE的制备及表征方法

2.4 本章小结

第3章 MAPCA固相接枝LLDPE及性能研究

3.1 单体MAPCA的表征

3.2 反应条件对接枝率的影响

3.3 官能化LLDPE的结构表征

3.4 官能化LLDPE结晶行为的表征

3.5 接触角测试

3.6 本章小结

第4章 水相悬浮接枝改性LLDPE及性能研究

4.1 反应条件对官能化LLDPE接枝率的影响

4.2 官能化LLDPE的红外谱图

4.3 官能化LLDPE结晶行为研究

4.4 接触角测试

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢