聚丙烯的熔融接枝反應(yīng)改性研究.pdf

1、絕大部分商品化聚丙烯(PP)是通過Ziegler-Natta或茂金屬催化劑聚合得到，為高度線性等規(guī)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其在加工過程中表現(xiàn)出低熔體強度等弱點。由于這方面的缺陷致使PP在發(fā)泡、熱成型、擠出流延、吹塑等方面的應(yīng)用受到限制。據(jù)報道長支鏈化改性是改善PP拉伸流變行為、增強應(yīng)變硬化、提高熔體強度的最有效辦法之一。此外，PP的極性化也一直是改性的熱點之一。
　　 首先，利用在Brabender轉(zhuǎn)矩流變儀中進行聚丙烯接枝馬來酸酐（PP-g

2、-MAH）與乙二胺(EDA)或γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)之間的熔融間歇基團反應(yīng)以制備長支鏈聚丙烯(LCBPP)。重點考察二種橋聯(lián)劑之間的區(qū)別。通過反應(yīng)實時扭矩圖、產(chǎn)物紅外譜圖和流變行為的剖析，證明產(chǎn)物長支鏈結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，且硅烷的橋聯(lián)效果比乙二胺好，但易產(chǎn)生交聯(lián)。
　　 其次，在雙螺桿擠出機中進行了以PP-g-MAH為原料，EDA或APTES為橋聯(lián)劑的反應(yīng)擠出以制備LCBPP。對比間歇反應(yīng)，重點探討了超臨界二氧化碳(scC

3、O2)輔助及連續(xù)化后橋聯(lián)劑種類及用量的影響。與間接法類似，EDA為橋聯(lián)劑，產(chǎn)物均沒有產(chǎn)生凝膠；而以APTES為橋聯(lián)劑，在反應(yīng)擠出中極易產(chǎn)生凝膠。產(chǎn)物的儲能模量與損耗模量均較原料有所提高，且發(fā)現(xiàn)scCO2的加入有助于反應(yīng)更加充分進行，且降低加工溫度能明顯減緩聚丙烯的降解。
　　 此外，探討了將馬來酸酐（MAH）作為聚丙烯的極性接枝單體，以過氧化二異丙苯(DCP)作為引發(fā)劑，通過雙螺桿擠出機進行熔融接枝反應(yīng)，得到PP-g-MAH產(chǎn)品

4、?？疾炝瞬煌に嚺c配方的影響，并采用了scCO2輔助反應(yīng)擠出技術(shù)。結(jié)果表明，當(dāng)MAH含量一定時，隨著DCP含量的增加，接枝率也不斷增大，但同時伴隨嚴重的降解。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速提升時，縮短了物料的平均停留時間，導(dǎo)致反應(yīng)程度降低。加入CO2促進了大分子與小分子間的擴散和傳質(zhì)，有效地提高了接枝反應(yīng)程度．
　　 最后，采用傳統(tǒng)聚丙烯反應(yīng)擠出熔融接枝馬來酸酐及利用馬來酸酐和二胺類擴鏈劑之間基團反應(yīng)制備LCBPP相結(jié)合的方法，通過在雙螺桿擠出機中

5、加料策略的組合，一步法由普通線性聚丙烯制得長支鏈聚丙烯。結(jié)果表明，當(dāng)馬來酸酐含量一定時，DCP含量在一定區(qū)間內(nèi)有一個較優(yōu)值，使產(chǎn)品性能較佳。產(chǎn)物具備長支鏈聚合物的一般特征，流變行為得到了大大改善，如低頻剪切儲存模量增加、損耗角變小、復(fù)數(shù)粘度增大、剪切變稀程度降低等。同時，改變酸酐與胺的摩爾比可調(diào)控所得LCBPP結(jié)構(gòu)。隨著長支鏈密度增加，長支鏈聚合物的流變特征顯得更加突出，而且儲存模量和損耗模量的交點向低頻方向移動。同時也嘗試采用scCO