实验反应性挤出实验聚乙烯熔融接枝马来酸酐版

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。

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)。

聚乙烯反应挤出接枝马来酸酐的研究
王宁;王益龙;赵庆;于福来;张旭
【期刊名称】《塑料科技》
【年(卷),期】2008()1
【摘要】以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,使用反应挤出机研究了不同种类聚乙烯及其共混物接枝马来酸酐的反应规律。

实验结果表明:产物的接枝率和熔体流动速率(MFR)变化与聚乙烯的种类有直接关系,接枝性能从优到差的顺序
为:LDPE>LLDPE>HDPE;引发剂DCP对LDPE接枝产物的MFR影响显著,对LLDPE次之,对HDPE的MFR几乎没有影响;聚乙烯共混物的接枝性能取决于组成共混物的聚乙烯种类和用量。

接枝产物及纯化后样品的红外光谱分析表明,酐基是以化学键连接到聚乙烯分子链上,接枝产物几乎不含游离态的马来酸酐。

【总页数】5页(P28-32)
【关键词】聚乙烯;反应挤出;接枝;马来酸酐
【作者】王宁;王益龙;赵庆;于福来;张旭
【作者单位】大连理工大学化工学院高分子材料系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.14
【相关文献】
1.聚烯烃接枝马来酸酐的反应挤出研究 [J], 张广成
2.POE/PP体系的反应挤出接枝马来酸酐研究 [J], 王益龙;王晖;毕薇;孙永海
3.反应挤出制备聚丙烯接枝马来酸酐的研究进展 [J], 娄金分;罗筑;夏忠林;李扬
4.双螺杆反应挤出制备马来酸酐接枝聚乳酸材料的研究 [J], 张乃文;王秦峰;张振武;任杰
5.无规共聚聚丙烯反应挤出接枝马来酸酐研究 [J], 王丽姝;王益龙;陈振宇
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通过化学反应的手段在聚乙烯分子链上接技数个马来酸酐分子，使产品既具有聚乙烯的良好加工性和其它优异性能，又具有马来酸酐极性分子的可再反应性和强极性，利于作为偶联剂和再反应改性剂使用，在塑料领域具有广泛的用途。

通过真空排气一反应式挤出机组进行反应性挤出制得，一次性就可得到纯净、无杂质的产品，基本上不存在游离态单体。

应用范围：
可以用于聚丙烯、高密度聚乙烯的填充、玻纤增强的偶联剂，色母粒的载体树脂，工程塑料的增韧改性剂、塑料共混物的增容剂、防雾地膜的延长防雾期改性剂等。

推荐品牌：南京塑泰。

南京塑泰马来酸酐接枝聚乙烯用于聚乙烯塑木、填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合、铁塑复合、聚烯烃/尼龙体系的相容，在体系中形成化学链提高聚乙烯与上述材料的粘接和偶联，从而提高二相间的强度，提高材料的强度、硬度、模量。

南京塑泰马来酸酐接枝PE性能指标：
外观：白色颗粒
接枝率：0.7～1.2%
熔指：0.7～1.0g/10min（190℃,2.16kg）
南京塑泰马来酸酐接枝PE典型应用：
聚乙烯塑木、填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合、铁塑复合、聚烯烃/尼龙体系
南京塑泰PE接枝可用于以下领域:
阻燃、增强、增韧、填充、粘结、增韧剂、偶联剂、相容剂、金属粘结、塑料改性、塑料合金、合金相容、工程塑料改性、增韧抗冲击剂、马来酸酐接枝相容剂、PA/PE增韧粘结层、P A等增韧及合金相容。

3马来酸酐接枝HD PE的性能特征车庆浩, 揣成智, 田世雄(天津科技大学材料科学与化学工程学院, 天津300222)摘要: 采用熔融接枝法制备了高密度聚乙烯( HD P E )与马来酸酐(MAH ) 接枝物, 通过调整引发剂( D CP、B P O )和反应物马来酸酐(MAH )的用量来控制接枝率。

研究结果表明, 随着引发剂和MAH 用量的增加, 接枝率呈现先增大后降低的趋势。

且DCP接枝物的接枝率大于B P O 接枝物的接枝率, B P O 接枝物的剪切黏度大于DCP接枝物的剪切黏度。

中图分类号: TQ32511 + 2 文献标识码: A 文章编号: 1005 - 5770 ( 2009) S1 - 0010 - 04Prop er t y C ha ra c ter ist ic s of M a le i c An h yd r i de Gra f ted HD PECHA Kyongho, CHUA I Cheng2z h i, T I AN Sh i2xi ong( C o l leg e of M a t e r ia l S c i.& Chem ica l En g. , Tian j in U n i ve r sity of S c i. & Tech. , Tian j in 300222, Ch i na)A b s tra c t: M a l e i c anhyd r i de grafted h i gh den s ity po l ye t hyl ene ( HD P E2g2MAH ) wa s p rep a r ed by m e lt grafti ng. The effec t s of the con t en t s of MAH monom e r and i n i ti a t o r DCP andB P O on the graft ra t i o of 972 HD P E2g2MAH we re stud i ed. The re s u l ts showed tha t the reac t i o n graft ra t i o firstl y i nc r ea s ed, then began t o dec rea se w ith the i nc rea si ng of the con ten ts of MAH and DCP o r B P O. The graft ra ti o of DCP grafted H D P E2 g2MAH wa s l a rge r than tha t of B P O. The shea r visco sity of B PO grafted HD PE2g2MAH wa s h i ghe r than tha t o f DCP.Keyword s: H i gh D e n s ity Po l ye t hyl ene; M a l e i c A n hyd r i de; I n i ti a t o r; Graft R a t i o近年来有很多方法对聚乙烯( PE ) 接枝改性, 即在非极性的PE 分子链上引入极性或功能型侧基,这将有利于PE同其他极性聚合物共混制备高分子合金。

实验1 聚氨酯泡沫塑料的制备聚氨酯是由异氰酸酯和羟基化合物通过逐步加聚反应得到的聚合物。

它具有各方面的优良性能，因此得到广泛的应用。

目前的聚氨酯产品有：聚氨酯橡胶、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯人造革、聚氨酯涂料及粘结剂。

其中以聚氨酯泡沫塑料的产量最大，由于它具有消音、隔热、防震的特点，主要用于各种车辆的坐垫、消音防震材料以及各种包装用途。

一、二、实验目的熟悉多种不同密度软质和硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，了解聚氨酯泡沫塑料发泡的原理。

对比软硬泡沫使用原料的不同，合理设计配方，掌握分析影响泡沫材料性能的工艺因素。

基本原理聚氨酯泡沫的形成是一种比任何其它聚氨酯的形成都远为复杂的过程，除在聚合物系统中的化学和物理状态变化之外；泡沫的形成又增加了胶体系统的特点。

要了解聚氨酯泡沫的形成，还须涉及气体发生和分子增长的高分子化学、核晶过程和稳定泡沫的胶体化学以及聚合体系熟化时的流变学。

聚氨酯泡沫的制造分为三种：预聚体法、半预聚体法和一步法。

本实验主要采用一步法。

一步法发泡即是将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、水以及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂等一次加入，使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时进行，在物料混合均匀后，1~10秒即行发泡，0.5~3分钟发泡完毕并得到具有较高分子量一定交联密度的泡沫制品。

要制得泡沫孔径均匀和性能优异的泡沫，必须采用复合催化剂、外加发泡剂和控制合适的条件，使三种反应得到较好的协调。

在聚氨酯泡沫制备过程中主要发生如下反应。

1．预聚体的合成由二异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇反应生成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体。

OCN R NCO + HO OH OCN R NH O O NH R NCOO O 2．气泡的形成与扩链异氰酸根与水反应生成的氨基甲酸不稳定，分解生成胺与二氧化碳，放出的二氧化碳气体在聚合物中形成气泡，并且生成的端氨基聚合物可与异氰酸根进一步发生扩链反应得到含脲基的聚合物。

NCO + H2C OH NH2+CO2NH2 +扩链NHO3．交联固化异氰酸根与脲基上的活泼氢反应，使分子链发生交联，形成网状结构。

反应性挤出聚乙烯接枝低偶联马来酸酯
王益龙;刘广宇
【期刊名称】《现代塑料加工应用》
【年(卷),期】1994(006)004
【摘要】将低密度聚乙烯(LDPE)、过氧化二异丙苯(DCP)、低偶联马来酸酯(LCME)均匀混合后,在单螺杆挤出机中进行反应性挤出,得到聚乙烯接枝低偶联马来酸酯(PE-LCME)产品。

红外光谱分析确证有部分LCME接枝到PE分子链上。

示差扫描量热法(DSC)测定揭示了反应性挤出过程中化学反应的起始温度、峰温和终止温度,以及在静态下反应所需的时间。

并且从不同升温速度的DSC曲线可以初步确定挤出温度及分布。

反应性挤出得到PE—LCME的接枝率(G)随PE的型号、不同DCP的浓度而呈规律性变化。

【总页数】4页(P1-4)
【作者】王益龙;刘广宇
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.41
【相关文献】
1.反应性挤出聚丙烯接枝偶联马来酸酯的研究 [J], 王益龙;刘广宇
2.聚丙烯反应性挤出接枝马来酸酐的研究 [J], 俞强;李锦春
3.反应性挤出聚乙烯接枝马来酸二丁酯的研究 [J], 王益龙;张鸿金;蹇锡高;黄葆同
4.通过反应性单体法制备聚乙烯-接枝-聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯-接枝-聚丙烯酸[J], 李化毅;张晓帆;陈商涛;吕英莹;柯毓才;胡友良
5.聚乙烯反应挤出接枝马来酸酐的研究 [J], 王宁;王益龙;赵庆;于福来;张旭
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科研开发化工科技,2008,16(1):32~34SCIEN CE &T ECHN O LO GY IN CH EM ICA L I NDU ST RY收稿日期:2007-11-20作者简介:王洪梅(1973-),女,吉林永吉人,中国石油吉林石化公司研究院工程师,主要从事塑料加工及应用方面的工作。

低分子量聚乙烯熔融接枝马来酸酐的研究王洪梅1,张海霞1,郝立辉2,沈立新1,张振林3(1.中国石油吉林石化公司研究院,吉林吉林132021;2.中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;3.中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司,吉林吉林132002)摘 要:研究了吉林石化高密度聚乙烯装置副产低分子量聚乙烯与马来酸酐(M A H)的融熔接枝反应,考察了单体、引发剂用量、反应时间、温度对接枝率的影响。

马来酸酐接枝低分子量聚乙烯应用于P E/CaCO 3体系的性能测试结果表明,接枝物可以起到偶联剂的作用,改善体系的性能。

关键词:低分子量聚乙烯;融熔接枝;马来酸酐中图分类号:T Q 325.12 文献标识码:A 文章编号:1008-0511(2008)01-0032-03低分子量聚乙烯是聚乙烯装置的副产品,主要用于蜡烛硬化剂、色母料分散剂、塑料润滑剂、油墨和涂料。

近年来对低分子量聚乙烯进行共聚、氧化、接枝改性的研究越来越多,在低分子量聚乙烯上引入)COOH 、C O 、CO )NH )、)COOR 等极性基团,使其溶解、乳化分散、润滑等性能产生变化,拓宽了低分子量聚乙烯的应用范围[1~3]。

作者以吉林石化聚乙烯厂的聚乙烯装置的副产物低分子量聚乙烯为原料,将马来酸酐在引发剂的作用下,接枝到低分子量聚乙烯上。

1 实 验1.1 原材料低分子量聚乙烯:吉林石化聚乙烯厂;马来酸酐;分析纯,上海试剂总厂;过氧化物:分析纯,苏州市华伦化工有限公司。

1.2 原料的净化净化的目的是除去低分子量聚乙烯中的低分子和溶剂,以免这些物质对低分子量聚乙烯的性能产生影响。