固相法聚丙烯接枝改性的研究

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聚丙烯(PP)具有突出的应用价值和多面性,广泛应用于各工业领域,但其非极性导致的性能缺陷显而易见,在PP骨架上引入极性基团进行改性的研究也应运而生。本文以偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二苯甲酰(BPO)、AIBN-BPO和BPO-DCP引发体系作为引发剂,对PP进行固相接枝改性,考察了不同单体、多单体复配和单体比例,反应时间、温度,引发剂和单体用量,以及界面剂和分散剂用量的影响;同时,考察了超临界二氧化碳(SC-CO2)协助固相接枝改性法的部分影响因素。采用润湿角、熔体流动速率(MFR)和力学性能测试、以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)等分析手段,对接枝产物进行了表征。PP20.00g,单体1.20g,引发剂0.06g,复配双单体时w(MAH):w(St)=2:3,界面剂二甲苯1mL,分散剂乙醚2mL,在90℃(AIBN)和100℃(BPO)下反应2h,为最佳接枝工艺条件。PP20.00g,单体1.60g,引发剂0.06g(AIBN-BPO)和0.12g(BPO-DCP),复合引发体系质量比为w(AIBN):w(BPO)=1:1和w(BPO):w(DCP)=1:2,复配双单体质量比w(MAH):w(St)=1:1.05,复配三单体时w(MAH):w(St):w(MBA)=6:9:5,界面剂二甲苯2mL,分散剂乙醚1mL(AIBN-BPO),在100℃(AIBN-BPO)下反应2h和在120℃(BPO-DCP)下反应3h,为最佳接枝工艺条件。SC-CO2溶胀过程的最佳工艺条件为:40℃、8.0MPa下溶胀4h。高温低压的溶胀条件,合理控制了SC-CO2的溶剂化能力,减少了溶胀过程对PP刚性结构的破坏,同时增强了接枝深度和均匀性。产物的FTIR结果表明三单体已接枝到PP的分子链上;DSC结果表明:随着接枝率的提高,接枝产物的熔点(Tm)及表观结晶度(Xc)均下降;MFR和力学性能测试结果表明:接枝过程中不可避免存在降解;润湿角测定结果表明:SC-CO2协助固相接枝三单体可增强产物的亲水性。SC-CO2协助固相接枝法可显著提高单体接枝量,通过改变实验条件可控制单体接枝量,稳定产物物性。
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