苯乙烯在聚丙烯原生態(tài)球形粒子中固相接枝聚合的研究.pdf

1、近十多年來,聚烯烴的改性與功能化一直是研究的熱門課題,固相接枝是改性方法中的一種簡單有效的方法,是指聚烯烴材料在低于熔融溫度下與引發(fā)劑和烯類單體進行的自由基聚合反應(yīng).這種方法設(shè)備簡單,反應(yīng)時間短,接枝效率高,并可以有效地改善材料性能.該文研究了以兩種鏈結(jié)構(gòu)略有不同的球形多孔聚丙烯粒子為原料(分別是丙烯-少量(小于5％)乙烯共聚物(PPR)和丙烯均聚物(PP)),分別用過氧化二苯甲酰(BPO)和過氧化苯甲酸特丁酯(TBPB)為引發(fā)劑的苯乙

2、烯固相接枝聚合反應(yīng),考察了聚烯烴主鏈結(jié)構(gòu)的差別對接枝聚合的影響,以及不同反應(yīng)條件對兩種粒子中接枝聚合規(guī)律的影響.發(fā)現(xiàn)聚烯烴主鏈結(jié)構(gòu)的差別對接枝聚合的影響很大.鏈結(jié)構(gòu)的不同會導(dǎo)致接枝反應(yīng)規(guī)律、接枝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)存在差異.含有乙烯的共聚物進行接枝時,接枝率、凝膠含量都會比均聚物多.結(jié)果表明,預(yù)聚合有利于進行固相接枝反應(yīng),但是過長反而會不利.反應(yīng)條件聚合溫度、引發(fā)劑濃度(TBPB/PP)、反應(yīng)時間的變化,反應(yīng)條件聚合溫度、引發(fā)劑濃度(TBPB/P

3、P)、反應(yīng)時間的變化,都導(dǎo)致Gp％和Ge％先增加后下降,出現(xiàn)一個最大值.而隨著St量的增加,接枝效率Ge％先增加然后降低,而接枝率Gp％則先增大,當(dāng)St/PP>0.5后基本不再增大.該文還首次將原料經(jīng)過退火處理后再進行接枝反應(yīng),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的接枝率降低,但降解程度減輕.該文在苯乙烯固相接枝PP過程中,發(fā)現(xiàn)部分接枝產(chǎn)物中含有少量凝膠.經(jīng)過分級萃取得到凝膠,對凝膠進行了系統(tǒng)的分析,并探討了生成凝膠的機理和原因.借助紅外表征手段發(fā)現(xiàn),在接枝的過程

4、中苯乙烯參與了自由基交聯(lián)的反應(yīng),并且隨著苯乙烯的濃度、引發(fā)劑的濃度增加,凝膠含量增大.該文利用多種技術(shù)手段,主要包括接枝產(chǎn)物紅外和核磁表征分析、熱分析(DSC)、熱穩(wěn)定性分析(TG)、分子量的表征(Mv)、結(jié)晶形態(tài)的分析(WAXD和PLM)等對接枝產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)與形態(tài)的表征分析.結(jié)果表明,單體苯乙烯St與聚烯烴發(fā)生了自由基反應(yīng),部分長鏈已接枝了St,生成了一種新的聚合物.接枝物中由于含有了PP-g-PS的接枝聚合物,對材料的熔點、耐熱性能

5、、結(jié)晶度以及結(jié)晶形態(tài)有很大的影響,導(dǎo)致熔點降低、晶區(qū)尺寸變小,晶粒細(xì)化.但是較長的無規(guī)苯乙烯支鏈就會破壞了PP主鏈的有序性,并且高接枝率產(chǎn)物中凝膠的存在,阻礙聚烯烴的結(jié)晶.正是由于接枝產(chǎn)物中存在著PP-g-PS的接枝聚合物,賦予了PP新的性能.最后對接枝產(chǎn)物進行流變性能的分析,考察了單體濃度和引發(fā)劑濃度對流變性能的影響隨著St/PP、TBPB/PP比值的增大,熔融指數(shù)MFR先是迅速增大,到達一個最大值后,然后又很快降低.原料和大部分的合