聚丙烯及氯化聚丙烯接枝改性研究

【摘要】：聚丙烯(PP)是最具发展前途的热塑性高分子材料之一，但是，由于它是非极性聚合物限制了其使用。为了提高其极性，需对其改性。氯化聚丙烯(CPP)是聚丙烯氯化改性的产物，其应用广泛。但是目前市售产品的CPP性能有某些缺陷，主要表现在粘附性能差、透光度低、易变色等，限制了其应用。必须对CPP改性，提高其性能，使之满足涂料、油墨和胶粘剂的需要。 本文用双螺杆挤出机分别研究了加入助剂和不加助剂的马来酸酐(MAH)以及MAH和苯乙烯(St)对PP的熔融接枝改性。采用正交实验优化了熔融接枝工艺条件。系统研究了单体MAH、St、引发剂过氧化二异丙苯(DCP)和助剂用量对MAH接枝率以及PP降解和交联的影响，并对其影响因素作了分析。用红外光谱(FTIR)表征了产物结构，用滴定的方法测定了接枝率(G)，用熔融指数(MI)来表征PP的降解程度，用凝胶率(Ge)来表征PP的交联程度。分析了MAH接枝的机理以及PP的副反应机理，提出了PP交联机理，分析了助剂抑制PP降解和交联的机理以及St的作用机理。研究结果表明助剂不仅能降低PP降解和交联，同时也提高了MAH的接枝率。研究发现采用双单体和助剂接枝改性PP更进一步提高了PP的性能，扩大了其应用领域。 本文分别研究了不同反应条件下PP的氯化改性和马来酸接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的氯化改性，研究了反应温度、反应时间、氯气流动速率、PP浓度以及引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)对氯化度的影响，得出了较佳的工艺条件。提出了氯化改性等规PP的机理，拟合出了CPP和氯化MAH-g-PP的氯化度与熔点的关系模型；研究了各因素对MAH-g-PP的氯化度以及氯化速率影响。研究结果表明氯化MAH-g-PP的性能比CPP性能得到更进一步的提高，该改性产品能满足涂料领域的需要。 本研究采用一种多官能团单体作为接枝单体，同时加入了复合稳定剂对CPP进行改性，得到改性的CPP产品；研究了反应温度、反应时间、引发剂和接枝单体AS等对接枝率、附着力、透光度以及层压强度的影响；采用扫描电镜表征了改性前后CPP的粒子形态；研究了各因素对单体接枝改性CPP的聚合速率的影响。实验结果表明，改性后CPP的性能得到提高，达到油墨级要求。同时提出了单体接枝CPP的动力学模型。 本文采用MAH接枝改性CPP，研究了反应温度、反应时间、MAH以及BPO的量对MAH接枝率的影响，采用FTIR表征了其结构，优化了其工艺，提出了MAH接枝CPP的机理；研究了各因素对MAH接枝聚合