聚丙烯接枝馬來酸酐的研制及應(yīng)用.pdf

1、反應(yīng)擠出作為聚合物反應(yīng)性加工的一種技術(shù)，把聚合物的化學(xué)反應(yīng)和聚合物的擠出加工有機(jī)結(jié)合成一個(gè)完整的連續(xù)過程，是一門方興未艾的邊緣學(xué)科。本文介紹了反應(yīng)擠出技術(shù)的原理以及設(shè)備、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、傳熱方程等。采用反應(yīng)擠出技術(shù)制備PP-g-MAH，并將其成功應(yīng)用到改性聚丙烯中。 用齊魯石化公司生產(chǎn)的聚丙烯T30S，通過理論分析以及試驗(yàn)選擇出接枝單體MAH，考察單體用量對PP-g-MAH性能的影響；通過對引發(fā)劑分解溫度、活化能以及接枝過程DSC曲

2、線的分析，選擇引發(fā)劑DCP，考察引發(fā)劑用量對PP-g-MAH性能的影響；用正交實(shí)驗(yàn)法得出合理配方以及加工工藝條件；研究了設(shè)備對擠出反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，螺桿長徑比大的嚙合型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)的反應(yīng)效果最好；用偏光顯微鏡、DSC和WAXD分析其晶態(tài)性能，發(fā)現(xiàn)聚丙烯接枝MAH(PP-g-MAH)后，熔點(diǎn)降低、結(jié)晶度和結(jié)晶溫度有所提高，但接枝前后主鏈晶型沒有發(fā)生根本變化；對PP-g-MAH的流變性能分析，結(jié)果表明，PP-g-MAH屬于假塑性

3、流體，隨著剪切速率的增大，粘度下降，剪切應(yīng)力增大，PP-g-MAH的假塑性比純PP的弱，PP-g-MAH對溫度變化不敏感，僅對剪切敏感，將其應(yīng)用在高分子復(fù)合材料中有利于改善材料的加工性能。 分析產(chǎn)品的外觀、密度、流動(dòng)性能以及接枝率，并與國內(nèi)外產(chǎn)品作對比，自行研制的產(chǎn)品已達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。 研究了PP-g-MAH在木纖維改性聚丙烯中應(yīng)用。PP-g-MAH的流動(dòng)性和接枝率對木纖維/聚丙烯復(fù)合材料的彎曲性能影響很大

4、，PP-g-MAH有合適的流動(dòng)性才能保證復(fù)合材料有很好的彎曲性能；加入PP-g-MAH后，復(fù)合材料的流動(dòng)性提高、拉伸強(qiáng)度提高、斷裂伸長率下降；隨著PP-g-MAH用量的增加，彎曲強(qiáng)度逐漸提高，彎曲模量提高到一定值后，趨向平穩(wěn)；沖擊強(qiáng)度隨著PP-g-MAH量的增加，先是提高，后迅速下降；單獨(dú)使用PP-g-MAH比與其他表面處理劑并用的效果好；加入PP-g-MAH后，基體和填料的相容性得到改善，界面結(jié)合強(qiáng)度提高，熔體的剪切應(yīng)力和粘度稍有增大

5、，但同時(shí)PP-g-MAH的分子量小，對體系有潤滑作用PP-g-MAH的量增加并沒有導(dǎo)致體系的粘度大幅下降，這仍說明PP-g-MAH對體系的增容效果好。從SEM照片上看，在不加PP-g-MAH的體系中，木纖維和聚丙烯兩相比較明顯，界面光滑。加入表面處理劑后，對改善兩相界面基本也沒有作用。而加入PP-g-MAH后，斷面形態(tài)迥然不同，沒有明顯的界面，木纖維和PP基體纏繞在一起，兩相界面附有模糊、間隔的絲狀物，說明提高了木纖維和PP兩相的相容性

6、。由該木塑復(fù)合材料制備的汽車內(nèi)裝飾板材的性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。 還研究了PP-g-MAH在碳酸鈣/聚丙烯中應(yīng)用。加入PP-g-MAH會(huì)提高復(fù)合材料的流動(dòng)性、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彎曲模量。從流變性能上分析，PP-g-MAH加入后，同一剪切速率下，熔體的剪切粘度和剪切應(yīng)力變小，但加入PP-g-MAH的量對熔體的粘度影響不大，由此可見，PP-g-MAH的增容效果與一般的填料處理劑不同，它既能提高兩相界面的粘結(jié)作用，又能起到界面潤滑作用。碳

7、酸鈣填充聚丙烯后，結(jié)晶溫度提高，結(jié)晶度提高。這是由于碳酸鈣對聚丙烯有異相成核作用，加入PP-g-MAH后使碳酸鈣的成核作用下降，結(jié)晶度降低，但比純PP的結(jié)晶度高。在熔融態(tài)，PP-g-MAH起到增塑作用。在固態(tài)，PP-g-MAH分子鏈的非活性鏈段能與基體的高分子鏈段形成共結(jié)晶，形成較強(qiáng)的界面結(jié)合，提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和彎曲模量。添加PP-g-MAH，在增強(qiáng)整個(gè)PP/CaCO3復(fù)合材料的極性同時(shí)，也增強(qiáng)了材料表面與底漆的相容性，這樣就改善了P