溶剂热合成法研究聚乙烯（PE）及苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）的接枝共聚反应

摘要

为了扩大聚乙烯的应用，接枝改性聚乙烯已成为广泛研究的热点。本文采用新的合成方法——溶剂热合成法制备了马来酸酐（MAH）功能化的PE和聚乙烯吡咯烷酮接枝的SEBS，同时研究了反应物配比和反应条件等对接枝反应的影响，并对反应机理进行了探讨。 首先以中等分子量的高密度聚乙烯（HDPE）做为研究对象，采用马来酸酐（MAH）做为接枝单体，通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）证明马来酸酐成功地接枝到了PE主链之上。同时通过接枝率和凝胶率的变化，详细研究了良溶剂（如甲苯、二甲苯等）中HDPE接枝MAH的共聚反应，对各反应参数，如引发剂与单体浓度，HDPE的加入量、反应时间、反应温度，以及加入共聚单体对产物接枝率和凝胶率的影响，最终得到最优化的反应条件。与传统溶液法相比，溶剂热合成法由于处于高温高压的反应条件，故接枝反应不仅可以在HDPE的良溶剂中进行，而且也可以在不良溶剂中进行，表明溶剂热合成法在接枝反应中有着较大的优势。 为了使反应能在环境友好条件下进行，我们尝试了以水为介质来进行接枝反应，结果发现不同牌号和不同形状的HDPE、LDPE和LLDPE等在水中都能与MAH发生接枝共聚反应，并选其中一种在通常熔融状态下难于接枝的高分子量聚乙烯进行比较详细的研究，通过调整可以得到具有较高的接枝率的产物，能和熔融法媲美。 同时，也尝试用溶剂热合成法来制备超高分子量聚乙烯（UHMWPE），在丙酮中成功地制备了MAH接枝UHMWPE接枝共聚物。 另外，作为溶剂热合成法的扩展应用，本文还尝试性地制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）接枝苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）。用FT-IR清楚地表征了SEBS-g-PVP的内酰胺结构，用核磁共振推断了可能的反应位点。说明溶剂热合成法不仅可以实现小分子单体在高分子链上的接枝，也可以实现一种高分子链在另一种高分子链上的接枝。研究结果表明，溶剂热合成法作为新的合成方法应用于高分子的反应是成功的。