聚丙烯悬浮接枝聚苯乙烯及其与聚丙烯共混的研究

摘要

本实验利用电子加速器产生的β射线对聚丙烯(PP)进行可控预辐照，并将其产生的PP大分子过氧化物作为接枝反应的引发剂，采用悬浮法将苯乙烯(St)单体接枝聚合到PP的分子链上，制得聚丙烯.聚苯乙烯(PP-g-PS)共聚物。研究了悬浮液组成、PP与St配比、BPO浓度、温度和时间等工艺条件对接枝率的影响。利用Haake挤出机将PP-g-PS与PP进行熔融掺混，探索出PP-g-PS增强增韧PP的可行性。
　　利用FTIR、1H-NMR、XPS和WAXD对PP-g-PS的分子结构进行了表征。FTIR分析结果表明：与PP的FTIR谱图相比，PP-g-PS的FTIR谱图在3027cm-1、1601cm-1和1493cm-1处出现了新的吸收峰，其中3027cm-1和1601cm-1分别为聚苯乙烯(PS)苯环上C-H和C=C的特征吸收峰。1H-NMR分析结果表明：PP-g-PS在2.0ppm、1.4ppm和1.2ppm位置处出现新的化学位移峰，这是与PS苯环相连的-CH2-中C-H的化学位移位置；在7.2ppm和7.1ppm处出现两组峰，这是PS苯环上氢的化学位移位置。FTIR和1H-NMR的分析结果证明PS已接枝到PP的大分子链上。
　　利用差示扫描量热仪、冲击试验机、旋转流变仪、动态粘弹谱仪、高温凝胶色谱仪等对PP-g-PS和PP-g-PS/PP共混体系的性能进行了表征。在共混体系熔融曲线中，随着PP-g-PS含量的增加，熔融温度(Tm)和熔融焓(△Hm)逐渐降低；在结晶曲线中，随着PP-g-PS含量的增加，结晶温度(Tc)逐渐升高，结晶焓(△Hc)逐渐降低。PP-g-PS/PP共混体系的力学性能研究结果表明：当PP-g-PS含量为10％～20％时，共混体系的冲击强度随接枝物含量的增加呈现不断上升的趋势，在PP-g-PS含量为20％时，冲击强度达到最大值。PP-g-PS/PP共混体系的流变性能测试结果表明：在低频区的同一剪切频率范围内，共混体系的复数粘度较纯PP偏高；在高频区内，不同组成的共混体系的复数粘度基本保持一致。利用FESEM对PP-g-PS/PP共混体系的形态结构进行了观察，由于PS的相区尺寸小于2μm，表明PP-g-PS在该共混体系中分布均匀。