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马来酸酐接枝聚丙烯的机理研究聚丙烯（PP）由于非极性，表面能低的特点，导致了它的染色性、粘结性、亲水性及与其他极性高分子或无机填料的相容性很差，从而使聚丙烯的的应用受到了很大限制。
为了克服上述缺点，通常采用接枝的方法在PP链上引入带有官能团的单体来进行改善。
其中以接枝马来酸酐（MAH）为最常用的方法。
虽然MAH接枝PP已有很长的研究历史，但对其反应机理的研究，仍存在一些问题。
MAH接枝PP通常分为三个历程，即：（1）大分子自由基的形成；（2）与MAH接枝；（3）发生β-断裂。
后两者哪个过程占优势，依赖于MAH的浓度和反应温度等实验条件。
经过（2）（3）过程产生的中间体，一部分继续和MAH 反应，另一部分将发生各种自由基终止反应。
整个过程如图1所示。
最终产物包括：接枝加成产物(4)、(7)；β断链后的端烯基产物(5)、(9)和断链后链端自由基的加成产物(10)、(11)。
图1 PP接枝MAH的反应机理De Roover等人以模型化合物的研究和红外光谱的分析为基础，提出一套机理。
他们认为，在熔融接枝过程中，产生的大分子二级自由基数目很少，可以忽略。
而三级自由基全部发生断裂，因此MAH只能接在PP断裂产生的大分子末端，即以(10)、(11)为主。
产物中MAH的浓度大于由PP产生的末端自由基的浓度。
因此，De Roover等人认为，在产物中MAH主要以5 ～6个单元的低聚物形式存在。
Henien等人通过对产物进行NMR分析后认为，经引发剂引发而产生的PP 三级自由基能够直接与MAH接枝，形成接在PP三级碳上的结构，即产物(4)、(7)。
并且通过对MAH官能化后的聚乙烯(PE)、乙丙橡胶(EPM)的核磁共振谱进行研究，发现MAH在聚烯烃中的存在形式与聚烯烃本身的结构密切相关。
MAH 在高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)中既有单环形式也有低聚物存在，而在含有大量叔氢原子的交替共聚EPM和等规聚丙烯(iPP)中，MAH以单环的形式接入其中，说明在PP熔融接枝MAH的过程中，MAH不能发生自聚。
聚丙烯水相接枝马来酸酐反应及产物应用的研究的开题报告题目：聚丙烯水相接枝马来酸酐反应及产物应用的研究1. 研究背景及意义聚丙烯作为一种广泛应用的合成聚合物，在塑料、纺织、医疗、包装等领域都有着重要的应用。
然而，由于其两亲性较低，在一些应用中需要更好的表面活性和亲水性。
因此，对于聚丙烯进行功能化改性，制备性能更优异、多样化的材料，具有重要的研究意义和应用价值。
马来酸酐是一种常见的反应单体，具有良好的亲水性和化学活性。
将马来酸酐接枝在聚丙烯上，可以增加聚丙烯的表面活性和亲水性，从而拓展其应用范围。
然而，由于聚丙烯的疏水性，其水相接枝反应比较困难，需要寻找合适的反应条件和方法。
因此，本研究旨在探究聚丙烯水相接枝马来酸酐反应的最优条件，并对其产物进行表征和应用研究，为制备高性能、多功能的聚丙烯材料提供新的思路和方法。
2. 研究内容与方法本研究的主要内容包括：（1）寻找聚丙烯水相接枝马来酸酐反应的最优条件，包括反应温度、反应时间、单体用量、引发剂用量等参数的影响。
（2）对接枝产物进行表征，包括峰值表征、红外光谱分析、核磁共振分析等。
（3）评价接枝材料的性能，包括表面活性测定、亲水性测定、抗菌性能测定等。
本研究将采用以下方法：（1）聚丙烯水相接枝马来酸酐反应的实验设计和操作，通过响应面法等方法寻找最优反应条件。
（2）对接枝产物进行峰值表征、红外光谱分析、核磁共振分析等表征方法，确定接枝产物的结构和化学组成。
（3）评价接枝材料的性能，包括表面活性测定、亲水性测定、抗菌性能测定等方法，探究其性能与聚丙烯、马来酸酐、引发剂等因素的关系。
3. 预期研究结果与创新点本研究预期能够得到以下研究结果：（1）掌握聚丙烯水相接枝马来酸酐反应的最优条件，实现高效制备接枝材料。
（2）得到具有一定结构和化学组成的接枝产物，并对其进行系统表征。
（3）探究接枝材料的性能与制备条件、结构、化学组成等因素的关系，为接枝材料的设计和应用提供理论依据和实验支持。
当代化工研究Modem Chemical Research158工艺与设备2020•18聚丙烯固相接枝GMA工艺研究*谢志杰宋文波*(中国石化北京化工研究院北京100000)摘耍：通过固相接枝餉方法，将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到均聚聚丙烯(iPP)上，考察了反应温度、反应时间对接枝反应效率、产物凝胶含量及熔体质量流动速率(MFR)的影响.结果表明：当投料比为m(PP):m(GMA):m(BPO)=100:5:0.125时，反应温度为100r,反应时间15min,接枝效率即可达到75%以上.反应时间时缩短对于实现GMA接枝改性聚丙烯时产业化有价值.关键词：聚丙烯；甲基丙烯酸缩水甘油酯；固相接枝中图分类号：TQ325.14文献标识码：AStudy on GMA Solid-phase Grafting Technology on PolypropyleneXie Zhijie,Song Wenbo*(Beijing Research Institute of Chemical Industry,SINOPEC,Beijing,100000) Abstract:Glycidyl methacrylate(GMA)was grafted onto homo-polypropylene(iPP)by solid-phase grafting.The effects of reaction temperature and reaction time on the grafting reaction were investigated.When the f eeding ratio is m(PP):m(GMA):m(BPO)=100:5:0.125,reaction temperature is100°C,reaction time is15min,the grafting efficiency can reach more than75%.The shortening of t he reaction time is benefit to the technology^commercialization.Key words：polypropylene-i GMA；solid-phase grafting聚丙烯(PP)是目前用途最广，用量最大的聚合物材料之一，由于其原料来源广泛、易于加工、价格便宜、机械性能良好、耐化学腐蚀等优点，在家居、建材、包装、汽车等领域得到广泛应用「％聚丙烯接枝改性是材料极性化、功能化的有效方法，主要是通过自由基反应将含有不同官能团的化合物引入到聚丙烯分子链上以赋予聚丙烯不同的性能丙烯酸酯类是研究较多的一类接枝单体，其接枝产物可用作偶联剂皈、增容剂以及粘结剂⑷等方面。
聚丙烯接枝马来酸酐的研究(一)聚丙烯接枝马来酸酐研究报告研究背景•聚丙烯（PP）是一种常见的聚合物材料，具有良好的物理和化学性质。
•马来酸酐（MA）是一种可用于接枝反应的活性单体。
•聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MA）可以通过将马来酸酐与聚丙烯反应而得到。
研究目的•了解聚丙烯接枝马来酸酐的合成方法。
•探究聚丙烯接枝马来酸酐的性质及应用领域。
•分析聚丙烯接枝马来酸酐在聚合物材料领域的潜在应用价值。
合成方法•熔体混合法：将聚丙烯和马来酸酐加热混合，发生接枝反应。
•溶液法：将聚丙烯溶解于合适的溶剂中，加入马来酸酐进行反应，随后脱溶剂得到产物。
性质研究•物理性质：聚丙烯接枝马来酸酐具有类似聚丙烯的物理性质，如熔点、拉伸强度等。
•化学性质：聚丙烯接枝马来酸酐中的马来酸酐基团可以与其他官能团发生反应，如与胺反应形成酰胺键。
•表面性质：聚丙烯接枝马来酸酐的表面含有极性基团，使其在界面上具有优异的粘接性能。
应用前景•功能性聚合物材料：聚丙烯接枝马来酸酐可作为改性剂，提高聚合物的性能，如增强聚合物的粘附性、耐溶剂性等。
•界面改性剂：聚丙烯接枝马来酸酐可作为界面活性剂，用于聚合物共混体系的制备。
•降解材料：通过聚丙烯接枝马来酸酐的结构调控，可以制备出具有可控降解性能的聚合物材料。
结论•聚丙烯接枝马来酸酐是一种重要的功能性聚合物材料。
•聚丙烯接枝马来酸酐具有良好的物理、化学性质以及各种应用前景。
•未来的研究方向可包括进一步探究聚丙烯接枝马来酸酐的合成方法和结构调控，以及在特定应用领域的深入研究。
以上为《聚丙烯接枝马来酸酐研究报告》的简要内容，具体内容请参阅完整报告。
聚丙烯合金是指由聚丙烯材料与另外一种或多种高分子材料构成的复合体系。
该体系把不同高分子材料的有利性能相结合，实现优异性能互补，从而满足不同用途的需要。
制备PP合金的方法按形成的复合体系中不同高分子链之间是否有化学键而分为两大类，即化学方法和物理方法。
物理方法主要是指机械共混。
化学方法主要有指接枝改性。
实际上，随着技术的发展，在合金制备过程中常常同时伴有化学反应和物理变化。
接枝方法。
接枝是把彼此不相容的分子链在侧枝上连在一起，形成一种新型聚合物，该聚合物通常具有两种链的均聚物的综合性能。
聚丙烯接枝方法主要有熔融接枝法、溶液接枝法、光引发和辐射接枝法、高温热接枝法以及固相接枝法等。
熔融接枝法是聚丙烯在其熔融温度之上（190-230℃），于挤出机或密炼机中完成，该方法不需要回收溶剂；溶液接枝是把聚丙烯放进溶剂中进行接枝，一般温度较低（115-140℃），该方法须回收溶剂；光引发接枝是将聚丙烯膜或纤维用芳香酮处理，经紫外光照射形成氢过氧化物，然后在还原剂作用下与乙烯基接枝单体反应，生成接枝聚合物；辐射接枝是聚丙烯在高能射线照射下产生自由基，自由基再与接枝单体反应生成接枝聚合物，自由基再与接枝单体反应生成接枝聚合物；固相接枝是在110-120℃的较低温度下，将粉状聚丙烯加到反应器，并加入接枝单体及添加剂，可制得接枝聚合物。
通过对PP进行接枝改性，提高PP与其他聚合物的相容性，并改变PP由于大分子非极性带来的种种缺陷，使其染色性、粘接性、抗静电性以及机械性能等得到改善。
如齐鲁石油化工公司树脂研究所使用连续玻璃纤维增强PP预浸带作为一种新技术，新材料，为改善PP非极性聚合物和极性玻璃纤维间的界面亲和力，先将马来酸酐（MAH）接枝到PP上，使PP带有极性基团，形成接枝物PP-g-MAH（南京塑泰），然后将该接枝物作为第三组分加入到聚丙烯/玻璃纤维（PP/GF）复合体系中，经测试发现接枝物的加入提高了带材的弯曲强度。
聚丙烯(PP)与极性单体的化学接枝已有大量的研究报道，但迄今为止，仍有一些问题没有得到很好解决，其中包括PP在接枝过程中发生严重降解以及接枝率偏低的问题。
PP在接枝过程中容易发生降解。
降解反应也影响到马来酸酐(MAH)与PP接枝。
为了抑制PP接枝过程中的降解，目前人们采用的主要做法是加入具有供电子性的化合物如苯乙烯、丙烯酰胺等作为第二单体，通过这些单体与PP大分子自由基的优先反应来抑制β-断链，但大多数情况下抑制降解的效果并不理想。
试验探索了在PP熔融接枝MAH过程中加入多烯化合物来抑制PP降解的方法。
一方面利用多烯化合物与PP大分子自由基之间的快速反应来抑制β-断链，同时利用其多个双键与大分子自由基的反应形成偶合扩链，从而对PP的降解起到抑制作用。
1 试验部分1.1 主要原料PP粉料，045-2，熔体流动速率(MFR)4.5g/10min，金陵石化股份有限公司塑料厂；MAH，工业品，常州曙光化工厂；过氧化物引发剂2，5-二甲基-2，5-双叔丁基过氧己烷，TX101(下文中以TX101代替该引发剂)，有效质量分数92％，天津诺贝尔阿克苏公司；酚类抗氧剂Irganox1010，第二单体：苯乙烯(St)、二乙烯基苯(DVB)、双马来酰亚胺(BMI)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTA)，均为工业品，均市售。
1.2 仪器设备双螺杆挤出机，TE-34，长径比28，螺杆直径34mm，南京科亚；傅立叶变换红外光谱仪，Av-Atar 370，美国Nicolet公司；熔体流动速率测试仪，XLR-400，吉林大学科教仪器厂；平板硫化机，XLB-D，上海第一橡胶机械厂。
1.3 试验方法1.3.1 PP的熔融接枝将PP粉料、接枝单体，过氧化物引发剂和其他助剂在高速分散机中混合均匀，使用双螺杆挤出机进行熔融挤出接枝，挤出温度为170-210℃，物料在挤出机中停留时间约100s。
接枝物经造粒、干燥后备用。
摘要研究了用固相接枝法对聚丙烯(PP)进行三单体AA/MAH/St接枝改性技术。
由于聚丙烯是非极性聚合物，其亲水性、染色性、粘接性以及与其它极性聚合物和无机填料等的相容性都很差，很大程度上限制了聚丙烯的进一步推广应用。
接枝改性是扩大聚丙烯应用面的一种简单而又行之有效的方法。
本实验通过使用丙烯酸(AA)、马来酸酐（MAH）、苯乙烯（St）对接枝反应时间、反应温度、引发剂用量、界面剂用量、单体用量对接枝率的影响进行研究，通过测定不同条件下产品的接枝率，找出了影响接枝率的主要因素，对接枝工艺条件进行了优化。
实验对单体单接、双接、三接进行了研究，并且通过熔片、红外IR等方法对接枝产物进行了表征，实验结果分析表明三单体接枝产物在性能上要优于其他两种方法。
关键词：聚丙烯；固相接枝；改性；三单体AbstractThe three monomers AA/MAH/St grafting technology by solid-grafting method of polypropylene (PP) was researched in this paper.Because PP was non-polar, and its hydrophilicity, dyeability, adhesion were poor. Also, the compatibility with other polar polymers and inorganic fillers was weak. Therefore, these shortcomings limited PP to further application largely. Appropriate polarity of the chain was introduced to molecular chain of PP, by using the reaction and the polarity of the chain not only improve their performance deficiencies but also add a new nature, so expanding the application by grafting Polypropylene is a simple and effective way. Acrylic acid (AA)， maleic anhydride (MAH), styrene (St) were used in this experiment. By studying reaction time, temperature, initiator concentration, solvents and the amount of grafting monomer to measure grafting rate of product under the different conditions and identify the main factors of impaction of graft, the last optimizing graft process.Single-access, dual-access and the three were studied in laboratory, by melting tablets, infrared IR and other methods to characterize products of grafting experimental results show that tri-monomers graft product is better than others in performance.Key words：polypropylene;solid grafting; modification; tri-monomers目录第1章概述 (1)1.1聚丙烯简介 (1)1.2聚丙烯接枝机理 (2)1.3聚丙烯接枝改性方法 (3)1.4聚丙烯固相接枝的影响因素 (8)1.5 固相聚丙烯接枝的应用 (10)第2章实验部分 (12)2.1 实验原料及仪器 (12)2.2 实验步骤 (13)2.3表征 (14)第3章结果与讨论 (15)3.1 单接时反应条件对接枝率的影响 (15)3.2 双单体时反应条件对接枝率的影响 (19)3.3 三单体时反应条件对接枝率的影响 (21)3.4 红外分析 (27)结论 (29)参考文献 (28)致谢 (31)第1章概述1.1聚丙烯简介聚丙烯（PP）是目前产量及用量仅次于聚乙烯（PE）的第二大塑料品种，近年来全球PP生产能力已突破4000万吨。
自1957年PP实现工业化以来，PP已成为通用热塑性塑料中历史最短、发展和增长却最快的塑料品种，其应用领域也日益广泛，成为目前国民经济发展中不可或缺的材料之一。
由于PP具有优良的综合性能和相对低廉的价格，同时又容易进行改性，因此PP新材料层出不穷，在汽车、家电、工具设备、电子、建筑、计算机等行业上的用量日益扩大，引起了各大公司研究和开发的热情，对PP各种改性的工艺、配方等技术发展起到了巨大的推动作用。
聚丙烯，英文名称：Polypropylene，简称：PP。
聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而得到的高分子化合物，由于其原料丰富，合成工艺比较简单。
与其他通用热塑性塑料相比，具有比重小，价格低，成型加工容易，其拉伸强度，层服强度，表面硬度及弹性模量较优异等特点，广泛用于汽车、化工、电器、仪表和包装等行业。
聚丙烯(PP)按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。
一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。
工业产品以等规物为主要成分。
另外，聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。
聚丙烯通常为半透明无色固体，无臭无毒。
由于其结构规整而高度结晶化，故熔点高达167℃，耐热，制品可用蒸汽消毒是其主要优点。
密度为0.90g/cm3，是最轻的通用塑料，耐腐蚀，抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。
聚丙烯具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化，只适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件，但可分别通过改性和添加抗氧剂加以克服。
常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
近年来聚丙烯发展迅速，成为塑料中产量增长最快的品种，但聚丙烯也存在易老化，耐温性差，成型，低温脆性及与其它极性聚合物和无机填料等的相容性都很差，另外，由于PP又是非极性聚合物，其亲水性、染色性、粘接性也很差，这些缺点很大程度上限制了PP的进一步推广应用。
随着塑料橡胶等高分子新型材料工业技术日趋发展，为了长期使用并扩大范围须对聚丙烯塑料进行改性，以达到使其增强，增韧等目的。
1.2聚丙烯接枝机理PP 固相改性主要包括以下过程：(1) PP 固体粉末的加热升温，单体和过氧化物在PP 中的扩散和吸附；(2)引发剂受热分解产生初级自由基，PP 由于自由基反应而改性；(3)反应的完成和剩余改性剂的移去，其中(2)为反应的关键， 其基元反应的历程比较公认的是Rengarajan 的解释[1]。
引发剂首先受热分解产生初级自由基，通过脱氢反应夺取PP 长链上的叔碳氢，形成PP 大分子自由基，接枝单体与PP 大分子自由基反应生成接枝产物，此接枝产物可进一步发生降解反应。
PP 大分子自由基也可发生β断链反应，降解的PP 大分子自由基还可进行解聚、链转移、链终止、接枝等基元反应。
1.2.1自由基固相接枝聚合机理不同于其他接枝聚合的方法，固相接枝聚合发生在被接枝单体和界面剂所溶胀的聚丙烯表层，更准确地说是发生在聚丙烯表层的非晶相区域。
固相接枝聚合温度一般在100~140℃，在此温度下聚丙烯仍然为固相，大分子链段之间相互缠结，链段不能在整个大分子内部自由迁移，而只能在其附近作微弱的振动和伸缩运动，因此在接枝聚合过程中大分子自由基不易发生双基偶合或双基歧化终止，自由基终止主要是大分子自由基的单基终止。
基于这一假设，詹晓力等[2]提出了相应的自由基固相接枝聚合机理，基元反应如下。
1 链引发2I R →⋅ (引发剂引发)••R M RM +→ （单体引发）••R P P RH +→+ （大分子引发）••P M PM +→ （接枝引发）2 链增长1••n PM nM PM ++→ （接枝增长）1••n RM nM RM ++→ （单体均聚增长）3 链转移11••n n PM P PM P +++→+ （接枝链自由基向聚合物转移）11••n n RM P RM P +++→+ （均聚链自由基向聚合物转移）11••n n PM M PM M +++→+ （接枝链自由基向单体链转移）11••n n RM M RM M +++→+ （均聚链自由基向单体链转移）4 链终止11•n n PM PM ++→ （接枝链自由基单基终止）11•n n RM RM ++→ (均聚链自由基单基终止)1.2.2 多单体接枝的反应机理从总体上讲，多单体熔融接枝反应遵循自由基共聚的机理。
Sun Yi-jun [3]和Cartier [4]等人分别研究了含有GMA 、St 和过氧化物引发剂的PP 熔融接枝体系，认为它们遵循图1-2所示的反应机理。
图1-2 双组分单体熔融接枝聚丙烯反应机理示意图即：在这种双组分单体的接枝体系中，PP首先是在过氧化物自由基的作用下发生氢消除反应，形成PP大分子自由基，该自由基可能发生接枝或断链反应；由于St对PP大分子自由基的反应活性比GMA高，St优先接枝到PP上，形成更加稳定的苯乙烯基大分子自由基，之后再与GMA反应，其反应速率远大于GMA与PP大分子自由基的反应速率，因此可以提高接枝率。
由此，Cartier等人[5]提出，共单体概念的基础在于其进行自由基共聚时的竞聚率。
要提高接枝单体的接枝率，共单体必须满足两个条件：(1)与大分子自由基的反应性高于接枝单体；(2)与大分子自由基反应生成的新大分子自由基能与接枝单体共聚。
1.3聚丙烯接枝改性方法聚丙烯改性包括物理改性和化学改性两大类，化学改性则包括共聚、接枝、交联等[6]。
其中接枝改性以其独特的优点而备受关注，它是通过在聚丙烯直链上接枝具有功能性基团的单体，使其含有带有功能性基团的长侧链，是既改善功能性又改善机械性能的一种改性方法。
目前聚丙烯接枝改性的主要方法有：熔融接枝、法和溶液接枝、悬浮接枝法、辐射接枝改性法、单体直接共聚反应法、超临界CO2固相接枝法。
