iPB-1的HEMA/DVB功能化改性及结晶性能研究

摘要

在转矩流变仪中，以过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂，甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为接枝单体，二乙烯基苯（DVB）为共单体，对全同聚丁烯-1（iPB-1）进行功能化改性，制备 iPB-g-HEMA。考察了反应温度、反应时间、DCP含量、HEMA含量和DVB含量对iPB-g-HEMA的接枝率、接枝效率、熔体流动速率（MFR）和拉伸性能的影响。结果表明：HEMA和DVB成功的接枝到了iPB-1大分子链上，DVB作为共单体可提高HEMA的接枝率和接枝效率；影响因素不同，可得到加工性不同的接枝物；DCP和DVB会降低接枝物的拉伸性能，HEMA含量增加会提高接枝物的拉伸性能。当反应温度为175℃，DCP含量为0.4 phr，HEMA含量为6 phr，DVB/HEMA=1:1时，HEMA接枝率达到2.23％。
　　HEMA接枝链能增加iPB-1的极性和亲水性，接触角从92.5°减小到65°。差示扫描量热仪（DSC）测试结果表明，iPB-g-HEMA的结晶温度（Tmc）高于iPB-1，半峰宽明显变窄；随接枝率增加，iPB-g-HEMA的熔融温度（Tm）和 Tmc有所升高，半峰宽逐渐变窄，说明接枝链能显著加快iPB-1的结晶速率。非等温结晶研究发现：相同降温速率下，随接枝率增加，iPB-g-HEMA的起始结晶温度（Ti）、峰值结晶温度（Tp）和结晶结束温度（Te）均向高温方向移动，且均高于iPB-1，半结晶时间（t1/2）逐渐减小，且均小于iPB-1，说明接枝率增加，iPB-1的结晶速率加快；相同接枝率时，随降温速率增加，iPB-1及其接枝物的Ti、Tp和Te向低温方向移动，t1/2缩短，晶体均匀性和完善性变差，但结晶速率加快。非等温结晶动力学研究表明：Ozawa法和莫至深法处理的结果呈现良好的线性关系，随接枝率增加，F(T)的值逐渐减小，说明接枝链能加快iPB-1的结晶速率。通过Kissinger方程计算非等温结晶活化能，iPB-1的活化能为-72.89 KJ/mol，iPB-g-HEMA的活化能比iPB-1低，且接枝率增加，活化能降低。采用偏光显微镜观察iPB-1及其接枝物的结晶形态，接枝物的晶核数目明显增多，球晶尺寸减小，接枝率增加，晶核数目增加，晶粒细化。采用热失重分析（TGA）iPB-1及其接枝物的热稳定性，接枝物的初始分解温度降低，iPB-1热稳定性降低，但失重率50%的温度、最大热失重速率温度和失重结束温度均比iPB-1高，随接枝率增加，初始分解温度、最大热失重速率温度和热失重结束温度提高，采用Coats-Redfern法和Newkirk法计算的热降解活化能与热重数据相符合。力学性能测试表明：对iPB-1进行接枝改性后，拉伸性能下降，而弯曲性能提高。
　　采用熔融共混法制备硅藻土/iPB-1复合材料、聚甲醛（POM）/iPB-1复合材料和聚丙烯（PP）/iPB-1复合材料，并用DSC和偏光显微镜进行表征。偏光显微镜观察到POM/iPB-1复合材料中POM与iPB-1相容性不好，熔融冷却时分别结晶及生长，互不干扰，随 POM质量分数的增加，球晶的大小形态变化不大；硅藻土和PP对iPB-1的结晶形态有较大的影响，随硅藻土质量分数的增加，复合材料的晶核数目和球晶尺寸有显著的变化。DSC数据表明：与iPB-1相比，硅藻土、POM和PP均能提高复合材料的结晶温度和结晶速率。

目录

符号说明

第一章 绪论

1.1 聚丁烯-1简介

1.2 聚烯烃的接枝改性

1.3 熔融接枝改性的影响因素

1.4 接枝物的表征

1.5 聚烯烃填充及共混改性

1.6研究目标和研究内容

第二章 HEMA/DVB功能化改性iPB-1的制备工艺

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 iPB-g-HEMA的性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 iPB-1复合材料的制备及结晶性能研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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