第四章 接枝改性

2020/5/10
HDPE
PS
2020/5/10
PP
ABS
图2 适合于挤出加工接枝改性的聚合物
4.8 对单体的要求
含有可进行接枝反应的官能团
沸点高于聚合物熔点和粘流温度 热稳定性好，在加工温度范围内单体不分解 含有羧基、酸酐基和羟基等官能团
2020/5/10
马来酸酐
甲级丙烯酸甲酯
2020/5/10
2020/5/10
核磁共振法
核磁共振法作为定性分析接枝基团的方法，不仅可 反映出接枝单体的结构，也能反映出单体接枝到聚 合物的什么位置，为什么？
2020/5/10
X射线衍射法
通过X射线衍射，对照标准谱图分析，可以获得材 料的成份、材料内部原子或分子的结构或形态等信 息（粒径和结晶度等）。对于某些聚烯烃来说，接 枝前后的分子结构发生改变，因此，XRD能够用于 定性分析是否发生接枝反应。
2020/5/10
元素分析法
对于某些接枝单体，如马来酸酐，通过测定接枝单 体以及纯化之后的接枝产物中氧原子的含量，假定 测得值是A和B，那么B/A的数值大小就代表了马来 酸酐的接枝率。
2020/5/10
4.10 对工艺条件的要求
高效率的混合功能 高效率的排热功能 高效率的脱挥功能 合理的停留时间 使用惰性气体，保证无氧状态
2020/5/10
4.11 产物的表征方法
化学滴定法 红外光谱法 X射线衍射法 元素分析法
2020/5/10
2020/5/10
图5 马来酸酐接枝聚合物反应式
第四章 接枝改性在挤出加工中的应用
2020/5/10
目录
传统的接枝改性介绍 反应挤出接枝改性定义 反应挤出接枝改性特点 反应挤出接枝改性要求 接枝改性产物的表征方法
2020/5/10
4.1 传统的接枝改性
传统的接枝反应定义 传统的接枝反应的特点 为什么要对聚合物进行接枝改性？ 传统的接枝改性缺点
甲级丙烯酸缩水甘油酯
图3 适合于挤出加工接枝改性的单体
4.9 对引发剂的要求
分解过程中不产生小分子气体 在加工范围内，其半衰期为 0.2 - 2.0 min 熔点低，容易与反应单体和基础聚合物混合
2020/5/10
过氧化二异丙苯
过氧化二苯甲酰
2020/5/10
图4 适合于挤出加工接枝改性的引发剂
2020/5/10
4.5 反应挤出接枝改性特点
不需要使用大量有机溶剂，对环境有好 此时接枝反应仍为均相反应，但不需要溶剂，其原因是利用 高温将聚合物加热熔融状态。
2020/5/10
反应充分，反应时间短，接枝效率高 聚合物、单体和引发剂的反应为均相反应，接触面积大，
故反应充分，接枝效率高
2020/5/10
2020/5/10
接枝改性淀粉
图2 接枝改性产品
接枝改性聚丙烯
需要使用大量的 有机溶剂
增加产品成本
2020/5/10
2020/5/10
对环境有严重 破坏
不利于环境保护
后处理工艺复杂
增加产品成本
2020/5/10
4.4 反应挤出接枝改性定义
利用反应挤出，将含有可反应性的官能团的单体接 枝到熔融的聚合物的分子链上，从而达到聚合物改 性的目的。
2020/5/10
4.2 传统接枝反应特点
均相反应 聚合反应 聚合物改性
2020/5/10
链转移接枝 化学接枝 辐射接枝
接枝共聚方法
2020/5/10
4.3 为什么要进行接枝反应
赋予聚合物更多功能 提高与均聚物的相容性 增加聚合物产品的种类
2020/5/10
接枝改性乙丙橡胶
可连续生产 这是反应挤出接枝改性区别传统接枝改性最显著的一个特点
之一，只要将前期工艺条件摸清，就可进行连续生产。
2020/5/10
4.6 反应挤出接枝改性要求
基础聚合物 单体 引发剂 工艺条件
2020/5/10
4.7 对基础聚合物的要求
热稳定性要求较高 粘流温度要求较低 聚合物黏度要求适中
化学滴定法
对于接枝单体来讲，水解后一般都能产生酸根或碱 根基团，因此采用酸碱滴定的方法，测得的数据重 估性较好，结果较为准确。
2020/Байду номын сангаас/10
红外光谱法
红外图谱是最常见的定性和定量分析接枝基团的方 法，对于定性分析，如羰基，接枝物比未接枝物在 （1700-1900）cm-1多了羰基伸缩振动峰。对于定 量分析，可以利用根据朗伯比尔定律进行相关计算 ，测出接枝率。
2020/5/10
聚合物主链(A)
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
BBBBBB
BBBBB BBBBBB
改性产品(A-g-B)
图1 接枝反应示意图
引发剂
+ nB
单体
2020/5/10
传统接枝反应定义
将聚合物、单体、引发剂溶于合适的溶剂中，使其 形成均相体系，通过聚合反应将反应性的官能团的 单体接枝到聚合物的分子链上，从而达到聚合物改 性的目的。