POE熔融挤出接枝MAH的研究
溶聚丁苯橡胶接枝MAH的性能研究 化工大学 2014
B e i i n I n s t i t u t e o P e t r o c h e m i c a l T e c h n o l o B e i i n 0 2 6 1 7, C h i n a; j g f g y, j g1
2. C o l l e e o M a t e r i a l s S c i e n c e a n d E n i n e e r i n B e i i n U n i v e r s i t o C h e m i c a l T e c h n o l o B e i i n 0 0 0 2 9, C h i n a; g f g g, j g y f g y, j g1 , , 3. S n t h e t i c R u b b e r P l a n t o B e i i n Y a n s h a n P e t r o c h e m i c a l C o. L t d. S I NO P E C, B e i i n 0 2 5 0 0, C h i n a) y f j g j g1 : ,s ,c A b s t r a c t o l u t i o n o l m e r i z e d s t r e n e b u t a d i e n e r u b b e r( S S B R) w a s m a i n l u s e d i n t i r e u c h a s t r e a d a r c a s s a n d S -p - y y y , e r f o r m a n c e . B u t b e c a u s e o f i t s e x c e l l e n t a b r a s i o n r e s i s t a n c e a n d l o w t e m e r a t u r e c o m a t i b i l i t b e t w e e n S S B R w i t h s i d e w a l l p p p y o o r S i O2i s d u e t o i t s n o n o l a r. I n o r d e r t o i m r o v e c o m a t i b i l i t b e t w e e n S S B R w i t h S i O2 , s e r i e s o f m o d i f i e d S S B R w e r e p p p p y r a f t i n r a f t r o e r t i e s r e a r e d b w i t h m a l e i c a n h d r i d e( MAH) a s m o n o m e r .T h e o f c o m o s i t e s c o m o s e d b S S B R a n d g g g p p p p y y p p y r a f t i n i e l d e r e s t u d i e d a n d i n f l u e n c e o f o f S S B R w a s a l s o i n v e s t i a t e d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e c o n t a c t S i O2 w - -MAH g g y g g , a n l e o f S S B R w a s d e c r e a s e d t h e M o o n e v i s c o s i t w a s i n c r e a s e d a f t e r r a f t e d w i t h MAH a n d t h e m e c h a n i c a l - -MAH g g y y g r o e r t i e s o f r u b b e r w a s i m r o v e d w h e n c u r i n t i m e w a s e x t e n d e d . D n a m i c m e c h a n i c a l t e s t i n s h o w e d t h a t w e t s k i d r e s i s t a n c e p p p g y g ,w o f v u l c a n i z a t e s w a s i m r o v e d a n d r o l l i n r e s i s t a n c e r e d u c e d h i c h w i l l b e a n i d e a l m a t e r i a l f o r t i r e t r e a d . p g : ;M ; o l m e r i z e d K e w o r d s o l u t i o n s t r e n e b u t a d i e n e r u b b e r a l e i c a n h d r i d e S i l i c o n d i o x i d e S -p - y y y y
溶聚丁苯橡胶接枝MAH的改性研究 化大 2014
Jan.2014现代化工第34卷第1期Modern Chemical Industry 2014年1月溶聚丁苯橡胶接枝MAH 的改性研究杨金娟1,2,栗晓杰1,2,陈力军3,杨明山2,戴玉华2*,刘冰1,林青峰2(1.北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;2.北京石油化工学院材料科学与工程学院,特种弹性体复合材料北京市重点实验室,北京102617;3.中国石化北京燕山分公司合成橡胶一厂,北京102500)摘要:为提高溶聚丁苯橡胶(SSBR)与极性物质的相容性,以马来酸酐(MAH )为极性单体对SSBR进行接枝改性。
研究了MAH 用量、引发剂过氧化苯甲酰(BPO )用量、反应时间和反应温度等对接枝聚合物(SSBR-g -MAH )的接枝率和凝胶率的影响。
结果发现,随MAH 、BPO 用量增加和反应时间延长,接枝聚合物的接枝率呈现先增大后降低的变化趋势,而凝胶率变化则与之相反;随反应温度的升高,接枝率依然先增大后降低,但凝胶率却一直增大。
热重分析表明接枝橡胶与SSBR具有相同的耐热性,分解温度均在360ħ左右,并采用傅里叶红外法对接枝产物的结构进行了表征。
关键词:溶聚丁苯橡胶;马来酸酐;溶液接枝;接枝率;凝胶率中图分类号:TQ330.5文献标志码:A 文章编号:0253-4320(2014)01-0064-04Study on grafting of SSBRwith maleic anhydrideYANG Jin-juan 1,2,LI Xiao-jie 1,2,CHEN Li-jun 3,YANG Ming-shan 2,DAI Yu-hua 2*,LIU Bing 1,LIN Qing-feng 2(1.College of Material Science and Engineering ,Beijing University of Chemical Technology ,Beijing 100029,China ;2.Beijing Key lab of Speicial Elestomers and Coposites.College of Materials Science and Engineering ,Beijing Institute of Petrochemical Technology ,Beijing 102617,China ;3.Synthetic Rubber Plant of Beijing Yanshan Protrochemical Co.,Ltd.,SINOPEC ,Beijing 102500,China )Abstract :In order to improve compatibility between solution-polymerized styrene-butadiene-rubber (SSBR)withpolar monomers ,a series of modified SSBRare prepared by grafting with maleic anhydride (MAH )as graft monomer.The effects of MAH content ,BPO content ,reaction time and reaction temperature on the ratio of SSBR-g-MAH and gel ratio are studied.It is found that with increasing MAH content ,BPO content and reaction time ,the grating ratio of modified SSBRincreases fast firstly and then decreases ,while gel ratio decreases firstly and then increases.When reaction temperature increases ,grafting of modified SSBRshows a same curve as former ,while the gel ratio increases all the way.Thermal gravimetric analysis shows that the grafted SSBRhas the same heat resistance with SSBR,and the structure of the grafted SSBRis characterized by FTIR.Key words :solution-polymerized styrene-butadiene-rubber (SSBR);maleic anhydride ;solution grafting ;gel ratio收稿日期:2013-08-13作者简介:杨金娟(1987-),女,硕士生,从事橡胶改性方面的研究,yangjinjuan@bipt.edu.cn ;戴玉华(1971-),女,博士,副教授,主要从事阴离子聚合、橡胶改性及功能高分子方面的研究,通讯联系人,daiyuhua@bipt.edu.cn 。
超高分子量聚乙烯熔融接枝马来酸酐
超高分子量聚乙烯熔融接枝马来酸酐冯绍华左建东黄昭阁李雄田曙冉(青岛科技大学高分子科学与工程学院, 山东青岛 266042Email:qingfeng_9709@ )马来酸酐(MAH)熔融接枝超高分子量聚乙烯(UHMWPE)过程中,单体MAH、引发剂DCP、交联抑制剂己内酰胺(CALA)、流动改性剂CaSt及反应温度、时间等工艺2条件对UHMWPE接枝率和凝胶含量影响较大,用滴定分析法和重量分析法测定了接枝物UHMWPE-g-MAH的接枝率和凝胶含量,红外光谱表征了接枝物的存在。
合适的=5/0.15/0.反应条件为:温度175~180℃,时间14分钟。
当MAH/DCP/CALA/ CaSt21/1,可得到接枝率为0.75%、凝胶含量为1.48%的UHMWPE接枝物。
UHMWPE/MAH/DCP=100/6/0.2,随用量增大,接枝物的接枝率和凝胶含量逐渐增大,当接枝率和凝胶含量上升到一定值时,增加的趋势变缓。
CaSt2不但促进了长链分子的解缠[1],还降低了UHMWPE加工温度,缩短了塑化时间(Fig.1)。
UHMWPE/MAH/CaSt2=100/6/1,随着DCP的加入,接枝物的接枝率逐渐增大,当加入的DCP的份数到达一定值后,又逐渐下降,而凝胶含量则一直逐渐增加。
在熔融反应过程中,引发剂DCP引起接枝反应和交联反应,两者竞争进行。
当DCP达到一定值后,接枝率略有降低,DCP用量在0.15份左右。
(Fig.2)UHMWPE/ DCP/ CaSt2=100/0.15/1,随着MAH的用量的增加,接枝率呈增加趋势,对凝胶含量的影响不大。
超过5份后,MAH的增加对接枝率的提高不大(Fig.3)。
UHMWPE/MAH/ DCP/ CaSt2 =100/5/0.15/1,升高温度,DCP分解速率增加,自由基浓度增加,同时由于熔体粘度降低,分子之间缠结程度降低,MAH容易接枝到分子链上。
也有利于交联反应的发生,凝胶含量增加(Table.1)。
MAH接枝全同聚丁烯-1反应挤出制备及性能研究-本科毕业论文
MAH接枝全同聚丁烯-1反应挤出制备及性能研究-本科毕业论文MAH接枝全同聚丁烯-1反应挤出制备及性能研究1.前言聚丁烯-1(PB-1)最早是在1954年由Natta在催化剂作用下,以1-丁烯单体为原料合成的一种半结晶性、线性结构聚合物,结构式为—(H2C-CH(C2H5))n—,根据侧链乙烯基沿主链在空间的不同排列方式,可分为全同、间同和无规PB-1三种结构,目前全同聚丁烯-1已实现工业化生产[1]。
聚丁烯-1具有优良的耐化学腐蚀性、耐热蠕变性及良好的力学性能。
高等规度聚丁烯-1的等规度大于95%,因其优良的综合性能,负有“塑料黄金”的美誉。
但iPB-1亦存在以下两种缺陷:1)聚丁烯-1是一种多晶型结构,晶体型态有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ’、Ⅱ’五种[3],其中最重要且具有实际价值的是Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型是稳定态,Ⅱ型是热力学不稳定态,在常压下,PB-1熔体结晶得到的是Ⅱ型晶态结构(熔点为120℃)。
在室温下转变成Ⅰ型晶态(熔点为136℃)约7天时间,此过程为不可逆转变,同时聚合物外观及性能亦相应改变。
对于工业化生产来说,7天的转变期几乎无法实现,因此大大限制了其应用范围,围绕该问题,人们提出许多改进方案,如加入成核剂、共聚、共混等,但均未能达到预期效果;2)iPB-1是一种非极性聚合物,表面活化能较低,导致了它的粘结性、染色性、涂饰性、亲水性、抗静电性及与其它极性高分子材料和无机填料的相容性较差。
针对以上两种缺陷,对聚丁烯-1进行化学改性,可以在保留原有特性的同时,引入所需的极性基团,改善其性能上的不足。
目前在化学改性方法中,对聚烯烃进行接枝,在其分子链上引入具有极性的侧链基团,是一种简单实用且经济可行的方法。
这种方法理论上也应该适用于属于聚烯烃材料的聚丁烯-1。
马来酸酐(MAH)在接枝条件下不会形成长的接枝链,因此在聚烯烃改性方面被广泛应用,一方面可通过接枝MAH来增加iPB-1的极性,另一方面通过MAH的加入,能够加速其晶型转变速率。
制备POE-g-MAH
溶液法制备POE-g-MAH接枝物1、PoE-g-MAH接枝物制备称取一定量烘干至恒重的POE于四口瓶中,加入一定量甲苯,油浴加热至POE 完全溶解;加入MAH和DCP,反应一定时间,抽滤;用乙醇洗涤4~6次,洗去混在产物中的MAH和甲苯。
在80℃、0.095MPa的真空烘箱中烘24h,备用。
2、接枝率测定准确称取O.509烘干至恒重的纯化产物,加入100ml甲苯,加热煮沸1h,然后加入15ml O.05mol/L的氢氧化钾标准溶液,继续加热回流2h,然后加入2滴酚酞试剂,溶液呈红色,趁热用O.05m01/L的HCl.异丙醇标准溶液滴定至无色。
产物的接枝率按下式计算:3、引发剂用量对接枝率的影响分别称取109 POE、4.59 MAH于四口瓶中,加入不同数量的DCP,150℃恒温搅拌5h,抽滤,用乙醇洗涤3~5次,得到接枝产物。
用酸碱滴定法测定其接枝率,所得结果如图2所示。
从图2可以看出,接枝率随DCP用量的增加而上升,当DCP用量为0.759(POE:MAH:DcP=13:6:1)时,接枝率达最大值9.5%。
随后接枝率随DcP用量的增加而迅速下降。
熔融挤出法制备POE-g-MAH接枝物将POE弹性体和适量的MAH、苯乙烯(st)、DcP及其它助剂按一定比例混合均匀,在双螺杆挤出机上熔融接枝。
挤出条件:各区温度分别为180、200、200、195℃,机头温度195℃,主机转速为100r/min。
所得粒料在60℃下真空干燥8 h后备用。
熔融挤出法制备了POE用量为100份时,DcP的最佳用量为0.10份,MAH的最佳用量为2.0份,。
(质量比)根据查文献知,溶液法制备的接枝率比熔融法的接枝率高。
poe_pe反应挤出接枝马来酸酐
and MFR of grafted product
接枝率 G
熔体流动速率 MFR POE PE 用
/[mmol·(100 g)-1]
/[g·(10 min)-1]
LLDPE与MAH熔融接枝反应的研究_刘容德
LLDPE 与MAH 熔融接枝反应的研究刘容德 张桂云 张 联 李 刚 谭洪生(齐鲁石化公司树脂加工应用研究所 255400) 摘 要 考察了影响L LD PE 与M A H 熔融接枝反应的因素,用红外光谱法表征了接枝物的存在,用元素分析法和红外光谱法联立得到了测接枝率的半经验公式。
0 前言聚乙烯具有优良的物理机械性能和加工性能,因而被广泛应用,但聚乙烯为非极性聚合物,分子中不含极性基团,它与极性聚合物或其他无机填料共混性能差,为进一步扩大PE 应用领域,改善两种聚合物之间的相容性,常在共混的两种聚合物中加入称之为“增容剂”的第三组分。
据报道〔1,2〕,聚烯烃接枝M AH 产品在共混增容、填充增强、改性工程塑料、粘合复合材料等方面有着广泛的应用。
因此,用PE 与M AH 的接枝物作为增容剂受到了普遍关注。
本文就LLDPE 接枝M AH 作了研究,考察了单体与引发剂配比、螺杆转速及阻交联剂对接枝物的接枝率(G)和熔体流动速率(M I)的影响。
1 试验部分1.1 原材料LLDPE 7042粒料 齐鲁石化公司塑料厂引发剂DCP BPO DTBP 丙酮 国产分析纯试剂1.2 试验设备及仪器单螺杆挤出机L /D =25 北京塑料机械厂热模压机IDT-5-37 日本东测精密仪器株式会社熔体流动速率仪 意大利CEAST 公司红外光谱仪 N ICO LET FT-IR示差扫描热分析仪(DSC) Dupo nt 21001.3 试验内容1.3.1 接枝物的制备和提纯将单体和引发剂溶于分散剂B 中,再与LLDPE 7042粒料混合均匀,在单螺杆上挤出造粒,得到粗接枝物。
将粗接枝物在170℃下压成0.2mm 左右的薄片,将薄片剪成小碎片,在200ml 丙酮中提纯8~10小时,以抽取出未接枝的M AH,将提纯过的接枝物在80℃下烘干10小时,得到纯接枝物。
1.3.2 红外光谱样品将以上纯接枝物在红外光谱仪压机上压成薄片,供FT-IR 测定用。
马来酸酐_苯乙烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究
马来酸酐_苯⼄烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究32001203212收稿,2001206207修稿;华南理⼯⼤学聚合物成型装备国家⼯程研究中⼼科学与技术基⾦资助项⽬(基⾦号992001);33通讯联系⼈马来酸酐2苯⼄烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究3谢续明33 李 颖 张景春(清华⼤学化⼯系⾼分⼦研究所材料科学与⼯程研究院教育部先进材料重点实验室 北京 100084)杨 讯(同济⼤学⼟建系 上海 200333)摘 要 ⽤单螺杆挤出机制备了马来酸酐(M AH )2苯⼄烯(S t )对聚丙烯(PP )的多组分单体⾃由基熔融接枝体系.研究证实了当两种单体物质的量⽐约为1∶1时,接枝物的接枝率最⾼,⽽熔体流动速率(MFR )最⼤.对反应体系影响因素的研究表明单体⽤量和引发剂⽤量对不同单体⽤量⽐的系列接枝物的接枝率会产⽣不同的影响;另外,单体⽤量增加,接枝物的MFR 减⼩,过氧化⼆异丙苯(DCP )⽤量增加,接枝物的MFR 增加.对多单体熔融接枝聚丙烯PP 2g 2(M AH 2co 2S t )的⼒学性能研究发现,选⽤合适的单体⽤量⽐、单体⽤量和DCP ⽤量时,所制备的接枝物可具有与纯PP 相当或更佳的⼒学性能.关键词 聚丙烯,熔融接枝,马来酸酐,苯⼄烯聚丙烯(PP )作为五⼤通⽤塑料之⼀,因具有优良的⼒学性能,耐化学腐蚀,电绝缘性良好,加⼯成型⽐较容易等优点,成为当前最具发展前途的热塑性⾼分⼦材料之⼀.由于聚丙烯是⾮极性⾼聚物,其⾼极性化研究⼀直是⾼分⼦学术界研究的⼀个重要课题.通过熔融接枝的⽅法制备极性聚丙烯因操作简便经济,适合⼯业化⽣产,成为⽬前采⽤的主要⽅法.在传统的熔融接枝聚丙烯过程中,由于PP ⼤分⼦⾃由基很容易发⽣β2断链,导致PP 的降解严重,基体的⼒学性能劣化,且接枝率低.为了解决这些问题,科研⼯作者进⾏了许多成功的尝试.Hu 等[1~3]的研究发现,在甲基丙烯酸缩⽔⽢油酯(G MA )或马来酸酐(MAH )熔融接枝PP 的体系中,添加苯⼄烯(St )作为共单体,可以抑制或减弱PP的降解,同时提⾼接枝单体的接枝率.Chen 等[4~7]的研究进⼀步发现通过多单体熔融接枝的⽅法获得的接枝物PP 2g 2(G MA 2co 2St )不仅接枝率⾼,⽽且可以具有与纯PP 相当或更佳的⼒学性能.我们已经报道[8,9]了在MAH 2St 熔融接枝PP 体系中,当两种单体的物质的量⽐约为1∶1时,St 和MAH 可通过⾃由基反应⽣成St 2MAH 共聚物(S MA ),体系中的接枝反应主要以S MA 对PP ⼤分⼦⾃由基的接枝为主,因此接枝物的接枝率最⾼.当MAH 单体⽤量多于St 单体时,⼀部分MAH单体与St 反应⽣成S MA ,另⼀部分可直接与PP ⼤分⼦⾃由基进⾏接枝反应;当St 单体⽤量多于MAH 单体时,除与MAH 反应⽣成S MA 之外的St 单体可先与PP ⼤分⼦⾃由基反应,并起到稳定PP ⾃由基的作⽤.本研究将进⼀步详细讨论包括两种单体的⽤量⽐、单体⽤量及引发剂⽤量等各种因素对该反应体系产⽣的影响,并尝试运⽤以前所提出的机理对实验数据进⾏解释.另外,还将研究多单体熔融接枝聚丙烯PP 2g 2(MAH 2co 2St )的⼒学性能,希望通过改变单体及引发剂的⽤量制备出性能优良的⾼极性改性聚丙烯.1 实验部分111 原料聚丙烯(PP2401,北京燕⼭⽯油化学总公司),MFR =415g Π10min ;马来酸酐(MAH ,北京化学试剂公司)分析纯;过氧化⼆异丙苯(DCP ,抚顺化⼯五⼚)⼯业级;苯⼄烯(St )化学纯;⼆甲苯分析纯;丙酮分析纯.112 样品制备及分离提纯将⼀定量的PP ,MAH ,St 及DCP 预先混合均匀,⽤单螺杆挤出机(Φ=30mm ,L ΠD =25)进⾏熔融接枝,螺杆温度范围170~210℃,挤出后造粒,⼲燥.第1期2002年2⽉⾼ 分 ⼦ 学 报ACT A PO LY MERIC A SI NIC AN o.1Feb.,20027将1g 接枝物放⼊三颈瓶中,加⼊80m L ⼆甲苯加热回流⾄样品全部溶解,然后加⼊过量丙酮,未反应的单体及其⾃聚物以及MAH 和St 的共聚物仍溶于溶液,⽽PP 及接枝物沉淀下来,沉淀物经抽滤后真空烘⼲24h.113 接枝物的红外分析提纯后的接枝物经190℃热压成膜,⽤红外光谱仪(Nicolet 560)对样品进⾏红外光谱分析.定量分析时以2723cm -1处的PP 特征峰作为内标,分别对红外谱图上的羧基特征峰(1782cm -1和1790cm -1)和PP 特征峰(2723cm -1)的峰⾯积进⾏积分,其峰⾯积之⽐即为两基团吸光度之⽐(Abs orbance ratio 或Ra ),它反映了PP 上MAH 接枝量的相对⼤⼩,即MAH 的相对接枝率;同样可计算苯环特征峰(704cm -1)与PP 特征峰的吸光度⽐,以表⽰St 的相对接枝率[8].114 接枝物的熔体流动速率测定接枝物的熔体流动速率(MFR )测定按AST M1238标准,⽤XR2240021熔体流动速率测定仪在230℃,2116kg 载荷下测试.115 ⼒学性能测试经⼲燥后的样品⽤ZG 2630注射机注射制成⼒学性能测试标准试样,⽤LJ 21000型拉⼒试验机按G B 21040测定试样的拉伸性能,拉伸速率50mm Πmin ;按G B1843284⽤U J 240冲击实验机测定缺⼝冲击强度.2 结果与讨论211 接枝反应的影响因素21111 单体⽤量⽐对接枝反应的影响在以前的研究[8]中,我们已经研究了固定MAH ⽤量和DCP ⽤量时,St ⽤量对接枝物吸光度⽐和MFR 的影响,并已指出,接枝物的MAH 接枝率在两种单体物质的量⽐约为1∶1时达到最⼤,⽽接枝物的熔融指数也达到最⼤.图1表⽰了固定St ⽤量为PP 的115%(质量分数),DCP ⽤量为PP 的013%(质量分数)时,MAH ⽤量分别对接枝物MAH 吸光度⽐、St 吸光度⽐及MFR 的影响.从总体上看,接枝物的接枝率和MFR 均有随MAH ⽤量增加⽽先增加后减⼩的趋势,并且MAH 接枝率和MFR 均是在MAH ⽤量为115g Π100g PP 达到最⼤值,也就是说在两种单体物质的量⽐约为1∶1时达到最⼤值,这与以前研究的结果相符合.由于两种单体的分⼦量相近,后续实验中以两Fig.1 E ffect of M AH concentration on abs orption ratio of M AH (Ra ,M AH )(a ),abs orption ratio of S t (Ra ,S t )(b )and melt flow rate (MFR )(c )of the grafted PPS t concentration fixed at 115g Π100g PP ,DCP fixed at 013g Π100g PP种单体的质量⽐来近似其物质的量⽐.接枝物的St 吸光度⽐是在MAH ⽤量为0175g Π100g PP 时达到最⼤,这也可⽤我们所提出的机理进⾏解释.当体系中不加⼊MAH 单体时,只有St 单体可与由过氧化物引发⽣成的PP ⼤分⼦⾃由基反应,并⽣成较稳定的苯⼄烯基⼤分⼦⾃由基,这时接枝物的熔融指数较低,且有较⾼的St 接枝率.当体系中加⼊较少MAH 单体时,部分St 单体与MAH 单体反应⽣成S MA 共聚物后接枝于PP 主链上,其余的St 单体仍优先与PP ⼤分⼦⾃由基反应,S MA 对PP 的接枝可⽣成较长的接枝链,因此接枝物的St 吸光度⽐⾼于未添加MAH 单体时的体系.当两种单体的物质的量⽐达到1∶1时,接枝链主要以S MA 对PP 接枝的⽅式⽣成,因此MAH 的接枝率达到最⼤值,但由于直接与PP ⼤分⼦⾃由基反应的St 单体量减少,使8⾼分⼦学报2002年接枝物的MFR 增⼤,同时接枝物的St 吸光度⽐减少.继续增加MAH 单体的⽤量,⼀部分⾃由存在的MAH 单体会与PP ⼤分⼦⾃由基反应,并阻碍了S MA 共聚物的进⼀步接枝,因⽽接枝物的MAH 和St 吸光度⽐均下降,同时MER 也有所降低.21112 单体⽤量对接枝反应的影响图2表⽰了固定两种单体质量⽐为1∶1,且DCP ⽤量为015g Π100g PP 时,接枝物的MAH 和St 吸光度⽐以及MFR 与单体⽤量的关系.随着单体⽤量的增加,接枝物的MAH 和St 接枝率均相应增加,⽽熔融指数随之降低.⼀⽅⾯,增加单体⽤量,可参与接枝的单体数增多,从⽽部分抑制了PP 的降解;另⼀⽅⾯,单体之间的共聚和均聚反应也要消耗引发剂,使参与引发PP ⼤分⼦的引发剂数量减少,也减少了PP 的降解,因此接枝物的MFR 随单体⽤量的增加显著降低.Fig.2 E ffect of m onomer concentration on Ra (a )and MFR (b )of the grafted PPm (M AH ):m (S t )=1∶1,m (DCP )=015g Π100g PP图3中将两种单体⽤量⽐分别为1∶1和1∶015的两个系列接枝物与单体⽤量的关系进⾏了⽐较,其DCP ⽤量均为013g Π100g PP.图中m (MAH )∶m (St )=1∶1系列接枝物随单体⽤量的变化与图2所⽰的情况基本相同,只是由于加⼊体系中的总引发剂量相对较少,单体⽤量(MAH 或St )从115g Π100g PP 增加到310g Π100g PP 时,接枝物的MFR 急剧下降,这可能主要是因为单体的共聚或均聚反应消耗了部分引发剂.对于m (MAH )∶m (St )=1∶015系列接枝物,虽然其MFR 也随单体⽤量的增加⽽降低,但其MAH 接枝率在图中所⽰的范围内只是随单体⽤量的增加⽽稍有增加.对于该系列,体系中存在的⼀部分游离MAH 单体可直接与PP ⼤分⼦⾃由基反应,并抑制了进⼀步的接枝反应,这可以从红外谱图上得到证实.当MAH ⽤量为115g Π100g PP 时,红外谱图上MAH 羰基在1790cm -1处有明显的吸收,说明有较多的MAH 单元是单独接枝在PP 链端的[8~10].随着单体⽤量按⽐例的增加,体系中的游离MAH 单体数量也增加,虽然单独接在PP 链上的MAH 单体量增加,但以S MA 共聚物形式接枝上的单体量可能会有所下降,因此接枝物上总的MAH 接枝率基本不变.Fig.3 E ffect of m onomer concentration on Ra ,M AH (a )and MFR (b )of the grafted PP for tw o series.DCP content fixed at 013g Π100g PP21113 DCP ⽤量对接枝反应的影响从以前对MAH 2St 多单体熔融接枝PP 反应机理的讨论中[8]可以知道,对于不同单体⽤量⽐的3个系列接枝体系,变化DCP ⽤量对接枝反应会产⽣不同的影响.总的来说,在其他条件不变的情况下,增加DCP ⽤量会使体系中⽣成更多的PP ⼤分⼦⾃由基,可能同时增加体系中的接枝和降解反应,因此接枝物的MFR 会增⼤.对于两种单体⽤量⽐91期谢续明等:马来酸酐2苯⼄烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究m (MAH )∶m (St )分别为1∶015和1∶115的系列接枝物,增加DCP ⽤量会使前者的MAH 接枝率增加,⽽使后者的MAH 接枝率减少[8].图4表⽰了两种单体质量⽐为1∶1时,接枝物的MAH 接枝率及MFR 随DCP ⽤量的变化.对于图4(a )中的两个系列接枝物,其MAH 相对接枝率均随DCP ⽤量增加先增⼤⽽后减⼩,⽽接枝物的MFR 则主要是随DCP ⽤量的增加⽽增加.对于MAH 与St ⽤量均为3g Π100g PP 的系列接枝物,其MAH 相对接枝率在DCP ⽤量为PP 的013%(质量分数)时达到最⼤值.结合图4(b )中该系列接枝物MFR 随DCP ⽤量的变化,可以看到接枝物的MFR 在DCP ⽤量⼤于013%(质量分数)后急剧上升,即PP 降解严重.对于MAH 与St ⽤量均为5g Π100g PP的系列接枝物也有着类似的情况,只不过接枝率最⼤值所对应的DCP ⽤量因总单体⽤量的不同⽽有所不同,另外,当DCP ⽤量增加到⼀定程度时,接枝物的MFR 随之增加的幅度也变⼩.由此可见,对于m (MAH )∶m (St )=1∶1系列,引发剂⽤量在⼀定范围内增加有助于PP 的接枝反应,但当引发剂⽤量过⼤时,由于PP 降解严重,接枝率反⽽有所下降.Fig.4 E ffect of DCP content on Ra ,M AH (a )and MFR (b )of the grafted PP with different m onomer content.m (M AH )=m (S t ):◆5g Π100g PP ,▲3g Π100g PP212 马来酸酐2苯⼄烯多单体接枝聚丙烯的性能21211 多单体接枝聚丙烯的⼒学性能聚丙烯是综合性能优良的通⽤材料,⽤传统的单组分单体接枝的⽅法对PP 接枝改性通常由于PP 的降解⽽使材料的性能劣化.从表1中可以看出,通过多单体接枝的⽅法可以减少PP 的降解,在提⾼接枝率的同时,得到⼒学性能与纯PP 相当的接枝极性材料.T able 1 E ffect of S tyrene on mechanical properties of multi 2m onomer grafted PPSample R a ,M AHMFR(g Π10min )T ensile strengtha(MPa )Impact strength b(J Πm )Elongationat break (%)PP -4103128670PP ΠM AH ΠDCP =100Π3Π0130123153018930PP ΠM AH ΠSt ΠDCP=100Π3Π115Π011501827103529680PP ΠM AH ΠSt ΠDCP =100Π5Π215Π01311028193427630a T ensile strength at yield ;bNotched I zod impact strength为了进⼀步了解St ⽤量对接枝物⼒学性能的影响,分别对不同St ⽤量和DCP ⽤量的接枝物的⼒学性能进⾏了测试.图5表⽰了固定MAH ⽤量为PP 的3%(质量分数),且DCP ⽤量分别为PP 的0115%和013%(质量分数)时,St ⽤量对接枝物的屈服拉伸强度、缺⼝冲击强度和断裂伸长率的影响.从图中可以看出,在给定单体⽤量的情况下,增加DCP ⽤量会使接枝PP 的拉伸强度略有下降,冲击强度下降较⼤,这可能是由于接枝物的MFR 随DCP ⽤量的增加⽽增加,也就是说接枝物的分⼦量有所降低⽽导致材料的强度稍下降.在DCP ⽤量相同的情况下,St ⽤量较少时,如图中St ⽤量为MAH ⽤量的⼀半即115g Π100g PP 时,接枝物的综合性能较好;当St ⽤量等于或超过体系中MAH 的⽤量时,接枝物的断裂伸长率⼤幅度下降,可由原来的600%下降为不⾜50%,使接枝物的综合性能变差.这可能是由于此时较多的长链S MA 接枝在PP 主链上,由于S MA 的T g 很⾼(⾼于100℃),较多的长S MA 侧链可能使整个材料的玻璃化温度提⾼,从⽽使材料变为脆性;同时体系中还有可能存在未接枝上的S MA 共聚物甚⾄少量苯⼄烯均聚物(尤其是在St ⽤量⼤于MAH ⽤量时),它们有可能成为材料中的应⼒集中物⽽降低材料的强度.图6表⽰了将DCP ⽤量固定为PP 的013%(质量分数),两种单体MAH 和St 的⽤量⽐为1∶015时,单体⽤量对接枝物⼒学性能的影响.当单01⾼分⼦学报2002年Fig.5 E ffect of S t concentration on tensile strength(a),im pact strength(b)and elongation at break(c)of thegrafted PP with different DCP content■DCP=0.3gΠ100g PP;□DCP=0.15gΠ100g PP体⽤量在图⽰范围内增加时,接枝物的拉伸强度和缺⼝冲击强度均略有增加,但当MAH⽤量达到7gΠ100g PP时,接枝物的断裂伸长率急剧下降.综合上⾯两个图中的数据说明,对MAH2St共同接枝PP的体系,当两种单体MAH与St的⽤量⽐约为1∶015,且单体⽤量适当(如MAH⽤量5gΠ100g PP)时,可得到综合性能较好的接枝PP材料.综上所述,对MAH2St多单体⾃由基熔融接枝PP体系的研究表明,⽤St做共单体能够显著提⾼MAH的接枝率,证实当两种单体物质的量⽐约为1∶1时,接枝物的接枝率最⾼.单体⽤量对不同系列接枝物的接枝率会产⽣不同的影响:对两种单体⽤量⽐为1∶1的系列接枝物,接枝率随单体⽤量的增加显著增加;对于两种单体⽤量⽐m(MAH)∶m(St)为1∶015的系列接枝物,增加单体⽤量时,接枝率的增加不明显.两个系列接枝物Fig.6 E ffect of m onomer concentration on tensile strength(a),im pact strength(b)and elongation at break(c)of thegrafted PPm(M AH)∶m(S t)=1∶015,m(DCP)=013gΠ100g PP的MFR均随单体⽤量的增加⽽减少.DCP⽤量对不同单体⽤量⽐的系列接枝物的接枝率也会产⽣不同的影响:对于两种单体⽤量⽐m(MAH)∶m(St)为1∶015的系列接枝物,增加DCP⽤量使接枝物的MAH接枝率增加;对于两种单体⽤量⽐m(MAH)∶m(St)为1∶115的系列接枝物,增加DCP⽤量使接枝物的MAH接枝率减少;对两种单体⽤量⽐为1∶1的系列接枝物,引发剂⽤量在⼀定范围内增加有助于PP的接枝反应,但当引发剂⽤量过⼤时,由于P降解严重,接枝率反⽽有所下降,同时,接枝率最⼤值所对应的DCP⽤量因总单体⽤量的不同⽽有所不同.各系列接枝物的MFR值均随DCP⽤量的增加⽽增加.对多组分熔融接枝聚丙烯PP2g2(MAH2co2St)的⼒学性能(拉伸强度,断裂伸长率和缺⼝冲击强度)研究发现,当两种单体MAH和St的⽤量⽐约为1∶015时,选⽤合适的DCP⽤量(如0115gΠ100g111期谢续明等:马来酸酐2苯⼄烯熔融接枝聚丙烯的影响因素及其性能研究21⾼分⼦学报2002年PP相当或更佳的⼒学性能.PP或013gΠ100g PP)及单体⽤量(如MAH⽤量不超过5gΠ100g PP)时,所制备的接枝物可具有与纯REFERENCES1 Sun YJ,Hu G H,Lambla M.Angew M akrom ol Chem,1995,229:1~132 Cartier H,Hu G H.J P olym Sci,Part A,1998,36:1053~10633 Hu G H,Flat J J,Lambla M.M akrom ol Chem,M acrom ol Sym p,1993,75:137~1574 Chen Nianhuan(陈年欢),X ie Xum ing(谢续明).Chinese Journal of M aterials Research(材料研究学报),1997,11(suppl):141~1445 Chen Nianhuan(陈年欢),X ie Xum ing(谢续明),Li S ong(李松).Functional P olymer(功能⾼分⼦学报),1998,11(1):111~116 6 X ie Xum ing(谢续明),Chen Nianhuan(陈年欢),Li S ong(李松).Acta P olymerica S inica(⾼分⼦学报),1999,(5):527~530 7 X ie Xum ing,Chen Nianhua,G uo Baohua,Li S ong.P olym Int,2000,49:1677~16838 Li Y ing(李颖),X ie Xum ing(谢续明).Chem ical Journal of Chinese Universities(⾼等学校化学学报),2000,21:637~6429 Li Y ing,X ie Xum ing.P olymer,2001,42:3419~342510 R oover B D,Sclav ons M,Carlier V.J P olym Sci,Part A:P olym Chem,1995,33:829~842STU DY OF ME LT FREE RADICA L GRAFTING OF MA LEIC ANH YDRI DE AN D ST YRENE ONTO POLYPR OPYLENE AN D ITS PR OPERTIESXIE Xuming,LI Y ing,ZH ANGJingchun(Department o f Chemical Engineering,Advanced Materials Laboratory,Materials Research Center,T singhua University,Beijing 100084)Y ANG Xun(Department o f Civil Engineering,Tongji Univer sity,Shanghai 200333)Abstract Free radical melt2grafting of the multi2m onomer system of maleic anhydride(MAH)Πstyrene(St)onto polypropylene(PP)has been studied by means of a single2screw extruder.It has been proved that the grafting degree and the melt flow rate(MFR)of the grafted PP both reached maximum points when m olar ratio of the tw o m onomer was1∶1.M onomer concentration and DCP content were found to have different effects on grafting level of the grafted PP obtained in systems with different concentration ratio of MAH to St.Besides,the MFR values of the grafted PP decreased with increasing m onomer concentration and increased with increasing DCP content.The multi2m onomers melt graftedPP,i.e.PP2g2(MAH2co2St)was investigated for its properties.Excellent mechanical properties were obtained when suitable m onomer concentration ratio,m onomer concentration and DCP content were applied to the grafting system.K ey w ords P olypropylene,Melt2grafting,Maleic anhydride,Styrene。
PP_g_MAH与POE_g_MAH增韧PET
第36卷第12期2008年12月塑料工业CH I N A P LASTI CS I N DUSTRY3上海市科技攻关项目065211027;上海优秀青年教师科研专项B 137204072072705;上海市科委技术创新团队06DZ0902;上海市教委第五期重点学科J50102 33 联系人 shiliyi@shu 1edu 1cn作者简介:杨慧,女,1982年生,硕士,主要从事有机合成和阻燃高分子材料制备研究。
树脂改性与合金PP 2g 2M AH 与P O E 2g 2M AH 增韧PET3杨 慧,丁 鹏,施利毅33,付继芳,舒 畅(上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444) 摘要:利用双螺杆挤出机,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP 2g 2MAH )以及马来酸酐接枝聚乙烯辛烯弹性体(P OE 2g 2MAH )作为增韧剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET )进行熔融共混。
分别研究了两种增韧剂对PET 力学性能以及热稳定性的影响。
通过冲击、拉伸、弯曲性能的测试以及SE M 、DSC 的综合测定,结果表明:在两种增韧剂中,P OE 2g 2MAH 可大幅度提高PET 的韧性,且在添加量达到10%时,复合材料具有良好的综合性能。
关键词:聚对苯二甲酸乙二醇酯;增韧剂;弹性体;力学性能中图分类号:T Q32213 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2008)12-0017-04Toughen i n g of PET by PP 2g 2M AH and PO E 2g 2M AHY ANG Hui,D I N G Peng,SH IL i 2yi,F U J i 2fang,SHU Chang(Research Center of Nano 2meter Sci .&Tech .,Shanghai University,Shanghai 200444,China )Abstract:W ith maleic anhydride grafted polyp r opylene (PP 2g 2MAH )and maleic anhydride grafted m ix 2ture polyethyleneoctene (P OE 2g 2MAH )elast omer as t oughening agent,polyethylene terephthalate (PET )was melt blended on t w in 2scre w extruder .The effects of the t w o t ougheners on the mechanical p r operties and mor 2phol ogies of the PET blends were studied .The results of the tests of i m pact strength,tensile strength and flex 2ural p r operty,and the analysis of SE M and DSC showed P OE 2g 2MAH was more effective than PP 2g 2MAH as t oughening agent .W hen the content of P OE 2g 2MAH was 10%,the P OE 2g 2MAH /PET blends had good com 2p rehensive p r operty .Keywords:Polyethylene Terephthalate;Toughening Agent;Elast omer;Mechanical Pr operties聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET )是一种结晶、链段刚性较大、产量大、价格低的聚合物,具有优良的热稳定性、电绝缘性和耐化学品性等综合性能[1],广泛应用于包装、汽车工业、电子电器等领域。
不饱和硅烷熔融挤出接枝聚乙烯的研究_王文杰
Vol.15高分子材料科学与工程No.4 1999年7月PO LYM ER M ATERIALS SCIENC E AN D EN GIN EERING Jul.1999不饱和硅烷熔融挤出接枝聚乙烯的研究王文杰 刘念才 朱文炫(上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240)摘要 采用熔融挤出法对低密度聚乙烯(PE)进行硅烷接枝,然后在催化剂二月桂酸二丁基锡(DBT DL)存在下进行水解交联,对接枝产物的熔体流动速率(MFR)和交联样品的凝胶率的影响因素进行了系统的研究。
接枝单体为乙烯基三乙氧基硅烷(V T ES),主要引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
改变V T ES用量、引发剂种类与用量、PE种类、接枝反应条件(温度、转速、加料速度等)、加入添加剂等,研究它们对MFR和凝胶率的影响。
结果发现,在较低用量时,V T ES浓度增加能够提高凝胶率和MFR,但超过2%(质量)后凝胶率基本不再随硅烷用量增加而上升,而MFR仍有明显降低。
引发剂D CP用量增大有利于接枝;但当用量达0.15%(质量)后,凝胶率趋于一定值;不同引发剂的接枝效果差异很大。
引发剂是造成接枝产物的MFR降低的主要原因,当用量到达0.15%后,凝胶率不再升高,但接枝产物的MFR继续大幅度降低。
P E粉料的接枝和交联效果比粒料好,且在一定范围内,P E的初始MF R 对凝胶率的影响不很大。
反应挤出温度必须高于180℃才能较好的接枝和交联,而螺杆转速对凝胶率的影响存在一最佳值。
加入含氮、磷、硫的添加剂可改善接枝产物的流动性能,苯胺在不显著降低凝胶率的同时能较大幅度地提高接枝产物的MFR。
关键词 聚乙烯,硅烷,交联,挤出,熔体流动速率 PE交联后其热变形性能得到很大的提高,而且耐应力开裂性、冲击强度、耐蠕变性等也都得到不同程度的改善,可大大扩展PE的应用范围。
在目前常用的聚乙烯交联技术中硅烷交联法发展十分迅速[1]。
硅烷交联法所用不饱和硅烷具有R′Si(O R)3的通式,其中R′是含有双键的不饱和基团,如乙烯基,O R是烷氧基。
实验2反应性挤出实验聚乙烯熔融接枝马来酸酐
实验2 反应性挤出实验—聚乙烯熔融接枝马来酸酐所谓“反应性挤出”是将挤出机作为连续反应器,在对物料进行熔融挤出的同时实施聚合、接枝、降解、共混增容等化学反应的工艺过程。
反应性挤出是近年来在聚合物领域迅速发展起来的一种新型工业技术,其在工业上的主要应用包括:(1)合成聚合物;(2)对聚合物进行可控制降解;(3)对聚合物进行功能化改性(接枝反应);(4)聚合物的官能化和官能团改性(卤化、磺化、官能团转化)(5)不相容聚合物共混体系的反应性共混增容;反应性挤出只所以能够在聚合物应用领域成为非常活跃的研究主题,源于挤出机在对聚合物实施化学反应时所具有的独特优势。
这些优势体现在:(1)对高粘物料和低粘物料良好的输送性,尤其是在处理高粘物料上的功能;(2)优良的混合性、分散性;(3)轴向的柱塞流保证了停留时间的均匀分布;(4)较宽的温度、压力范围和良好的反应控制(温度、压力、停留时间……);(5)连续操作、无溶剂的分离、回收和排放——低能耗、低成本、环保;(6)具有多阶能力;当然,挤出机作为化学反应器也有其局限性。
例如系统向外的传热能力较差,在处理大量反应热方面具有困难;对于需要长反应时间的体系,增加了成本和实施的难度。
在实施反应性挤出过程时对挤出机和挤出条件都具有较高的要求。
挤出机的构造、螺杆组合、进料装置和进料位置、以及出料位置一方面需要满足对反应物料的塑化、熔融和熔体输送功能,另外还应该具有良好的分散混合、传热、和自洁性。
另一方面,挤出条件的选择和确定在兼顾物料流动性能前提下,应该满足充分进行化学反应的要求。
本实验以聚乙烯与马来酸酐熔融接枝为例,使同学了解和熟悉反应性挤出的过程和一般要求,并且掌握聚乙烯熔融接枝马来酸酐的工艺过程。
一、实验原理聚乙烯是目前产量最大、成本低廉的通用塑料,具有一系列优良的物理机械性能,在许多领域得到广泛应用。
但是由于其分子链的非极性结构,聚乙烯与无机填料之间缺少亲合性,与其它极性聚合物之间的相容性极差,导致聚乙烯填充物和共混物的性能低劣;此外,聚乙烯的非极性结构也使其制品的粘结性和印刷性很差。
聚烯烃接枝马来酸酐作为增容剂的应用
聚烯烃接枝马来酸酐作为增容剂的应用(黄山贝诺科技有限公司)聚烯烃(PE、PP、EPDM、EPR、EVA等)由于非极性及结晶性,与其他材料,如极性聚合物、无机填料等相容性很差,无法制备有用的共混材料。
加入预先制备或现场形成的增容剂,能使原本不相容的聚合物形成具有任一组分都不具备的独特性质的共混物。
增容剂作为一种表面活性剂,能降低表面张力,提高共混物中分散相和连续相之间的界面粘结力。
为扩大聚烯烃的应用范围和研制更多有价值的新材料,功能化聚烯烃作为增容剂,一直是科研和工业生产中的一个重要领域。
迄今为止,由于廉价、高活性和良好的加工性,马来酸酐接枝聚烯烃(PO-g-MAH)是最重要的功能化聚烯烃。
它在聚合物共混物、聚合物/无机填料、聚合物/有机纤维、复合增强材料和粘结剂等方面都有广泛的应用。
聚烯烃接枝马来酸酐的方法很多,主要有溶液法、熔融法、辐射法和固相法等。
但最重要的方法是熔融法,即所谓的“反应挤出法”。
熔融接枝的机理很复杂,并伴随有严重的副反应,表现为聚乙烯接枝反应的交联,聚丙烯的降解,以及乙丙橡胶中两种副反应的同时出现。
加入一些含N、P、S原子的电子给体化合物,如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)能抑制这些交联、降解等副反应。
溶融接枝可以在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或Brabender流变仪中进行。
将聚烯烃、MAH 单体、引发剂和其他添加剂,在少量分散剂的帮助下均匀混合,然后将混合物加入挤出机料斗中进行熔融挤出。
影响聚烯烃接枝马来酸酐反应的因素很多,主要有引发剂品种和浓度,单体质量浓度,添加剂品种和浓度,反应温度以及反应时间等。
引发剂DCP浓度增加,接枝率相应提高,但DCP用量过多,伴随有交联反应;DCP固定不变时,接枝率随MAH用量的增加而呈上升趋势,但继续增加MAH的用量时对接枝率的影响变小;反应温度低时,DCP的分解浓度高,但也有利于副反应的发生,因而消耗了自由基,使自由基没有明显提高;熔融反应时间(即挤出机螺杆的转速)对接枝率影响很大。
聚丙烯和聚乙烯熔融接枝改性及增容
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化学通报 2005 年 第 11 期 http :ΠΠwww. hxtb. org
化性和热稳定性 。树脂性能的提高与加入的金属离子的性质有关 ,金属离子的配位能力越强 ,接枝 物的稳定性越好 。熔融状态下的酸碱中和反应规律与溶液中的不同 ,氢氧化锌的中和能力高于氢 氧化镁 。
为了克服上述缺点 , 人们对 PP、PE 的改性做了大量的研究工作 。研究较多的是通过接枝的方 法 ,在非极性的 PP、PE 链上引入极性基团或刚性基团 , 从而有效地克服上述缺陷 。目前 ,关于 PP、 PE 接枝改性的常用方法有 : 溶液接枝法 、熔融接枝法 、辐射接枝法 、光引发接枝法 、固相接枝法等 。 其中 ,熔融接枝法由于其操作简便 、经济 、适合工业化生产等特点而成为目前的最主要的改性方法 之一 。
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聚丙烯熔融接枝物的制备及其应用
聚丙烯熔融接枝物的制备及其应用Making of Melt Graft Copolymer of PP andtheir Applications一、目的和要求1、掌握单螺杆挤出机的构造和使用方法。
2、分析、了解PP熔融接枝机理。
二、基本原理反应挤出制备PP-g-AA和PP-g-MAH是由单螺杆挤出机在非隔氧条件下进行的,反应过程中PP降解较严重,PP大分子降解与接枝反应同步发生,使产物与起始材料相比,具有较窄的分子量分布、熔体流动性大幅度增加,接枝物物理性能下降。
而且我们知道反应挤出的PP-g-MAH和PP-g-AA是不稳定的,在用作界面改性剂时,会继续发生反应。
这一方面是我们所需要的,如极性基团的作用;但另一方面,其中会含有均聚物和未反应单体等物质存在,如果这类物质过多,可能在后续反应中发生一些副反应,使材料性能下降。
目前,比较常用的方法是多组分单体熔融接枝。
即在反应挤出过程中加入第三单体,如St单体,利用苯乙烯单体活性强,且是带供电基团的烯类单体的特性,可以提高接枝率和抑制降解,同时也可以提高接枝效率,降低最终产物中残留单体量。
本实验在反应挤出PP-g-MAH时,加入第三单体St,制备了PP-g-MAH和PSM两种接枝物。
三、主要试剂和设备主要试剂:PP ,F401;DCP,分析纯;MAH,分析纯;St,化学纯;丙酮,分析纯。
主要设备:SJ30型单螺杆挤出机;SHR-10A型高速混合机;101A-30型干燥箱。
四、实验步骤工艺条件说明:(1)将一定配比的PP、DCP、MAH与其它助剂在转速为1100r/min的高速混合机中混合5min; (2)混合好的物料在单螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,螺杆转速为24r/min,反应温度:加料段,80-120℃;压缩段,160-200℃;均化段,180-210℃;口模,140-180℃;(3)将挤出物过冷水冷却,80℃下,干燥6h。
实验2 PP接枝物接枝率的测定一、目的和要求1、掌握标准溶液的配制和标定。
马来酸酐接枝聚合物的制备及其应用研究进展
体、过氧化物引发剂、接枝单体以及少量的界面活 性剂混合后,在相对低温(100~130℃)下直接反 应。固相接枝产物通常需经洗涤、干燥等后处理,
否则残留的反应单体、引发剂、界面活性剂等将对
接枝物的最终产品性能产生较大影响。固相接枝 工艺的独特性在于聚合物在反应中仍为粉体,接 枝过程在常压下进行,操作温度低,聚合物降解 少,副反应少,仅使用少量界面活性剂,不用回收; 此外,反应时间相对较短,接枝率高,工艺简便,很 容易得到纯净的高接枝率的接枝聚合物。近年
Yuncan等[6]利用双螺杆挤出机在熔
融状态制备MAH接枝高密度聚乙烯(HDPE)。
结果表明,熔融挤出过程中的交联副反应能通过 增加转速抑制,添加第三单体甲基丙烯磺酸盐能 促进HDPE与MAH的接枝反应。 张清锋等[18]以废旧HDPE为基体、MAH为 接枝单体、DCP为引发剂,制备MAH熔融接枝
EPDM和MAH在熔融状态下,以增加双螺杆的
转速提高剪切应力引发接枝反应制备EPDM接 枝马来酸酐(EPDM—g—MAH),与过氧化物引发 接枝反应相比,高剪切应力引发效果更好。 刘涛等[5]研究了以DHBP为引发剂,在St 存在下制备EPDM—g—MAH,发现St的用量为 3~4份、MAH用量为2.o份时,MAH的接枝率 能达到1.53%,接枝效率达到76.5%;DHBP的
切需要解决的问题[1 3|。
以往人们研究MAH接枝的聚合物主要包括 热塑性塑料,例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚烯 烃弹性体(POE)等;非极性橡胶,例如天然橡胶 (NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等。采用的引发剂
主要有过氧化物,例如过氧化二异丙苯(DCP)、过 氧化苯甲酰(BPO)、2,5一二甲基一2,5一双(叔丁基过 氧基)己烷(DHBP)、过硫酸铵等。为了提高
POE-g-MAH_对PLA
第4期71李梦云,等:四环素和铜离子对生物除磷中微生物胞外聚合物的影响合物中蛋白质和多糖增加量三种配比下相对最高;四环素和铜离子配比为0.894时,四环素与铜离子浓度相当,混合物投加初期胞外聚合物中蛋白质和多糖增加量三种配比下相对最低。
三种配比混合物作用下,随混合物浓度增加,微生物胞外聚合物中蛋白质三维荧光强度逐渐减弱。
参考文献:[1] 李金璞,张雯雯,杨新萍.活性污泥污水处理系统中胞外多聚物的作用及提取方法[J].生态学杂志,2018, 37(9):2825-2833.[2] Mohite B V,Koli S H,Patil S V. Heavy metal stress and its consequences on exopolysaccharide (EPS)-producing pantoea agglomerans[J].Applied Biochemistry and Biotechnology,2018,186(1):199-216.[3] Grabert R,Boopathy R,Nathaniel R,et al. Effect of tetracycline on ammonia and carbon removal by the facultative bacteria in the anaerobic digester of a sewage treatment plant[J].Bioresource Technology,2018,267:265-270.[4] Li J Y,Du Q P,Peng H Q,et al. Spectroscopic investigation of the interaction between extracellular polymeric substances and tetracycline during sorption onto anaerobic ammonium-oxidising sludge[J].Environmental Technology,2021,42(11):1787-1797.[5] Li W W,Yu H Q. Insight into the roles of microbial extracellular polymer substances in metal biosorption[J].Bioresource Technology,2014,160:15-23.[6] Li C X,Xie S Y,Wang Y,et al. Simultaneous heavy metal immobilization and antibiotics removal during synergetic treatment of sewage sludge and pig manure[J].Environmental Science and Pollution Research,2020,27(24):30323-30332.[7] Zhang Y H,Liu S S,Liu H L,et al. Evaluation of the combined toxicity of 15 pesticides by uniform design[J].Pest Management Science,2010,66(8):879-887.[8] Abbondanzi F,Cachada A,Campisi T,et al. Optimisation of a microbial bioassay for contaminated soil monitoring: bacterial inoculum standardisation and comparison with Microtox ® assay[J].Chemosphere,2003,53(8):889-897.[9] 陶梦婷,张瑾,姜慧,等.3种农药对青海弧菌Q67的联合毒性作用特征[J].环境科学与技术,2019,42(6):12-20.[10] Sutherland I W. Biofilm exopolysaccharides:a strong and sticky framework[J].Microbiology,2001,147(1):3-9. L1-3* L1-5* L1-7* L1-9* L2-3* L2-5* L2-7* L2-9* L3-3* L3-5* L3-7* L3-9*图4 三种浓度配比混合物作用下生物除磷中微生物胞外聚合物的三维荧光光谱图(下转第91页)第30卷第4期2022年8月V ol.30 No.4Aug.2022安徽建筑大学学报Journal of Anhui Jianzhu UniversityDOI:10.11921/j.issn.2095-8382.20220412POE-g-MAH对PLA/PP共混材料界面状态及机械性能的影响陈鑫亮1,高 尚1,樊炳宇1,刘 瑾1,2,王 平1,2(1.安徽建筑大学 材料与化学工程学院,安徽 合肥 230601;2.安徽省先进建筑材料国际联合研究中心,安徽 合肥 230601)摘要:聚乳酸(PLA)与聚丙烯(PP)的相容性较差,界面相互作用较弱,导致PLA/PP共混材料的力学性能较差。
poe接枝gma的制备及其增韧pbt的研究
poe接枝gma的制备及其增韧pbt的研究Poe接枝GMA的制备及其增韧PBT的研究PBT是一种高性能工程塑料,具有优异的机械性能、耐热性和耐化学性能。
然而,由于其脆性较高,限制了其在某些领域的应用。
因此,研究如何增强PBT的韧性是一个重要的课题。
本文介绍了一种新型的增韧PBT的方法——Poe接枝GMA的制备及其增韧PBT的研究。
首先,我们需要制备Poe接枝GMA。
Poe是一种聚醚酯弹性体,具有优异的韧性和弹性。
GMA是一种含有双键的单体,可以与Poe进行接枝反应。
具体制备方法如下:将Poe和GMA按一定比例混合,加入过氧化苯甲酰作为引发剂,进行接枝反应。
反应后,通过溶剂萃取和干燥等步骤,得到Poe接枝GMA。
接下来,我们将Poe接枝GMA用于增韧PBT。
将PBT和Poe接枝GMA按一定比例混合,加入过氧化苯甲酰作为引发剂,进行共聚反应。
反应后,通过热压成型等步骤,得到增韧PBT。
实验结果表明,Poe接枝GMA可以有效地增强PBT的韧性。
当Poe 接枝GMA的质量分数为10%时,PBT的冲击强度提高了近3倍,而拉伸强度和弹性模量只有轻微的下降。
这说明Poe接枝GMA可以在不影响PBT的机械性能的情况下,显著提高其韧性。
此外,我们还研究了Poe接枝GMA的接枝效率对PBT性能的影响。
实验结果表明,接枝效率越高,PBT的韧性提高越明显。
但是,当接枝效率过高时,PBT的拉伸强度和弹性模量会出现明显下降。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择适当的接枝效率。
综上所述,Poe接枝GMA是一种有效的增韧PBT的方法。
通过控制Poe接枝GMA的质量分数和接枝效率,可以在不影响PBT的机械性能的情况下,显著提高其韧性。
这为PBT在汽车、电子、航空等领域的应用提供了新的思路和方法。
POE熔融接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的研究
POE熔融接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的研究
唐毓萍;张晓敏;应敏;张发饶
【期刊名称】《现代塑料加工应用》
【年(卷),期】2007(19)3
【摘要】采用同向双螺杆挤出机熔融法制备乙烯-1-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA).利用红外光谱法和化学滴定法对接枝物进行表征及接枝率的测定.考察了GMA/St(苯乙烯)、St、引发剂用量以及反应温度和螺杆转速对接枝率的影响.结果表明,随着GMA/St用量、引发剂用量的增加,POE-g-GMA的接枝率随之增大,而熔体流动速率下降;St的加入有效地提高了GMA的接枝率;随着反应温度提高接枝率提高;螺杆转速提高接枝率下降.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】唐毓萍;张晓敏;应敏;张发饶
【作者单位】东华理工学院应用化学系,江西,抚州,344000;东华理工学院应用化学系,江西,抚州,344000;浙江万里学院,浙江,宁波,315100;宁波能之光新材料科技有限公司,浙江,宁波,315800
【正文语种】中文
【中图分类】TQ92
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5.甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融接枝粉末聚丙烯的研究 [J], 刘念才;黄华;周持兴;徐祥铭
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POE熔融挤出接枝MAH的研究
随着引发剂浓度提高 ,形成的自由基数目增加 ,有 利于接枝率的提高 ;当引发剂浓度继续上升 ,由于 接枝反应与交联反应以及可能发生的 MAH 的自 聚是一对竞争反应 ,体系内自由基浓度过高 ,自由 基偶合终止速率加快 ,单体均聚程度加剧 ,导致接 枝率下降 。而且由于引发剂的增多 ,活性点的加 大 ,交联反应发生的几率增大 ,致使熔融指数也不 断地降低 。
研究工作 。
接枝方法制备 POE 接枝物 。DCP 在 170 ℃时的半
衰期为 l m in ,MAH 在 200 ℃时易升华 ,污染环境 ,
因此 ,选择 四 段挤 出 温 度 为 160、180、180 和 170
℃。将一定量 PP粒料 、MAH 及 DCP预先混匀 ,用
双螺杆挤出机进行熔融接枝 ,挤出后造粒 ,烘干 。
基 ,自由基对聚烯烃链脱氢产生聚烯烃自由基 。在 不存在反应单体时 ,甲基与亚甲基脱氢后 ,倾向于 交联 。次甲基脱氢后 ,由于立构位阻而倾向于裂 解 。因此 ,在过氧化物引发剂的存在下 ,聚烯烃的 接枝反应往往伴随着副反应的发生 ,容易发生降解 和交联 ,而且程度随引发剂的增多而提高 。适量单 体的加入能使副反应减轻 ;但单体量过少时 ,却加 剧副反应 。多种竞争反应的存在 ,何者为主 ,取决 于反应条件 ,如反应温度 、引发剂种类及浓度 、单体 种类及浓度等 。
[ 2 ] W u C H, Su A C. Supp ression of Side Reacitons during Melt Functionlization of Ethylene2Propylene Rubber[ J ]. Polymer , 1992 , 33 ( 9) : 1 987.
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P E熔融挤 出接枝 MA O H的研 究
在 P E接 枝 MA 的 改 性 研 究 中, 确 定 O H 为
物 的纯化 物进行 了红 外光谱 测 定 , 与纯 P E的 并 O
红外 谱 图进 行 了 比较 。 由于 在 纯 化 过 程 中 己经
链引发
P E+ O ・ R H +P E ・ O R 一 O O P E ・+ H-P E—M H ・ O MA - O * A () 1 () 2 () 3
P E进行接 枝改性 , O 并对 接枝后产物 的接枝率 和熔
融 指数进行 了研 究。
1 实验 部 分
1 .1 原 材 料
准 确称取 约 1g接 枝 纯 化产 物 , 入 10 m 加 5 L
P E粒 料 ,nae80 , 邦 陶 氏特 殊 聚合 物 二 甲苯 回流 使之 溶 解 , O e gg 2 0 杜 以酚 酞 为指 示 剂 , N O 用 aH 公司; H , MA 分析纯 , 天津市永 大 化学试 剂 开发 中 乙醇溶 液 趁 热 进行 化学 滴 定 , 枝 率 可按 下 式 接 心 ; 氧化二异丙 苯 ( C ) 化 学纯 , 津市 大茂 计算 : 过 DP , 天 化学试剂 厂 ; 其余试剂均 为分析纯 。
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P E熔融挤 出接枝 MA O H的研 究
《 上海塑料》2 0 0 7年第 4期 ( 总第 10期) 4
2 1 接枝产物的红外光 谱表征 .
构位 阻 , 甲基 自由基 反应性低于亚 甲基 自由基 。 次
在 引发 剂 D P的作 用 下 , 过 熔 融法 在 P E C 通 O A P E是 否 与 MA 发 生 了接枝 反 应 , 们 对 接 枝 上接枝 M H 的机理大 致如下 : O H 我
域
。我们采 用 双螺 杆 挤 出机 进 行熔 融挤 出对 行 F UR分 析。 用 熔体流 动 速率 测 定 仪 ( 吉林 大学 科 教 仪 器
厂 , P R 一4 0 )在 10o 2 1 g载荷 下 测 UX Z 0C 9 C,.6 k
定接枝 物的 M R F 。
1 .4 接 枝 率 测 定
《 上海塑料 》2 0 07年第 4期 ( 总第 10期 ) 4
P OE熔 融挤 出接 枝 MAH的研 究
龚春锁 , 揣成 智
( 天津科技大学 材料科 学与化 学工程学 院 , 天津 30 5 ) 04 7
摘 要 : 用熔 融法制 备 P E接枝 M H, 用红 外光谱 对 其结 构进行 表征 。考 察 了 MA 和 过氧 化 二异 丙苯 ( C )对接 枝 率及 采 O A 利 H DP一GD = 二
× 0% 0
1 2 样 品制备及纯化 . 采用 D P为 引 发剂 , 过 双螺 杆挤 出机 熔融 式 中, 为滴 定 消耗 N O C 通 a H标 准 溶 液体 积 , L m ;
为滴定消耗 H 1 C 标准 溶 液体 积 , ; 为 N O mL C aH
中图分 类号 :Q 3 06 T 2 .6
文献标识码 : A
文章编 号 :0 9— 9 3 2 0 )4— 0 7— 3 10 5 9 ( 0 7 0 0 2 0
O 前 言
接枝方法制备 P E接枝 物。D P在 10 o O C 7 C时的半
n, H在 20 o m 0 C时易升华 , 污染环境 , P E是 美 国 D W 化 学公 司 以茂金 属 为催 化 衰期为 l i MA O O 选 6 、8 、8 7 剂开发成功 的具 有窄 相对 分 子质 量分 布 和窄 共 聚 因此 , 择 四段 挤 出 温 度 为 10 10 10和 10 P粒 料 、 H及 D P预 先混匀 , MA C 用 单体分布 、 构 可 控 的新 型 聚烯 烃 热 塑性 弹性 体 ℃。将 一定量 P 结 挤 烘 (O ) P E 。分 子结构的特殊 性赋 予 了 P E优异 的耐 双螺杆挤 出机 进行 熔 融 接 枝 , 出 后 造 粒 , 干 。 O 紫外 光 性 、 良好 的 力 学 性 能 和 流 变 性 能 。此 外 , 称取适量 的接枝 物样 品 , 放入三颈瓶 中 , 加入 甲苯 , 。过 滤 去 除不溶 的交 联 物 , 热 将 P E还 具有与 聚烯烃 亲 和性好 、 温 韧性 好 、 O 低 性能 加热 回流溶解 2 h 价格 比高等 优点 。因 而被 广泛 应用 于 聚烯 烃 的增 滤 液马上滤 入过 量 的丙酮 中。将 沉 淀物 经抽 滤 后 即得 到接枝物 。 韧和改性工 作。但 是 P E的非极 性 限制 了它 的进 真空烘干 , O
熔 融指数 的影 响。 结果表 明 : A 用量增加 , M H 接枝 率 逐渐 增大 , 熔体 流动速 率逐 渐 下降 ; 随着 引发 剂 用量 的增 加 , 接枝 率 也 随之 增加, 熔体 流 动速率 却显 著下 降。 同时对 P E接 枝 M H 的机 理进行 了探 讨 。 O A 关 键词 : 聚烯 烃弹性 体 ; H; C ; 枝 MA D P 接
收稿 日期 :07— 6— 9 20 0 2
的浓度 , o L MM MA m l ; A为 / H的摩 尔质 量 ,/ o; g m lm 为接枝纯化 物的质量 ,。 g
作者简介 : 春锁, 17 一 ) 男 , 龚 (9 8 , 在读硕士生 , 从事聚烯烃 改性的
研究工作 。
2 结 果 与 讨 论
一
步应用 。
1 3 测试与表 征 .
对 P E进行 反应 接 枝 改性 , 以改 善 它 与极 O 可
提纯后 的接 枝物 经 9 0℃热压 成膜 , 用傅 立 叶
性高聚物 的界 面亲 和性 , 大 拓 宽 P E的使 用 领 红外 光谱仪 ( 国布 鲁 克仪 器 公 司 , et 2 大 O 德 V c r )进 o2