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微胶囊技术包覆聚磷酸铵研究进展汪玲，刘吉平*（北京理工大学材料学院，北京，100081）摘要微胶囊技术包覆聚磷酸铵用于阻燃研究可以降低聚磷酸铵的水溶性，有效改善阻燃剂易吸潮、易氧化、热稳定性差、相容性差等缺点，是-种前景良好的对聚磷酸铵进行改性的方法。
本文介绍了聚磷酸铵的阻燃机理和微胶囊技术的基本概念，综述了国内外使用微胶囊技术包覆聚磷酸铵的研究进展，并对微胶囊技术包覆聚磷酸铵现状给予总结同时得出结论：目前，微胶囊技术主要应用于包覆聚磷酸铵，而对其他阻燃剂的报道相对较少。
因此，应着重扩大微胶囊技术的应用范围研究，另外还应积极开展微胶囊工艺、阻燃剂复配、提高力学性能、抑烟性能等研究，以提高其可适用性和广泛性。
关键词聚磷酸铵，微胶囊技术，包覆，阻燃剂膨胀型阻燃剂（IFR）是-种典型的无卤阻燃剂[1]。
聚磷酸铵（APP）是IFR常用组分之-，其阻燃机理为：聚磷酸铵受热后脱去氨气生成强脱水剂聚磷酸，聚磷酸可使被阻燃物表面脱水生成碳化物，碳化物在基质表面形成致密性膨胀炭层，炭层可减弱聚合物与热源间的热量传递，并阻止气体扩散，由于没有足够的燃料和氧气，因而终止燃烧起到阻燃作用[2-3]。
但是聚磷酸铵作为阻燃剂加入后与环氧树脂的相容性差和吸湿性强，限制了其应用。
因此，近年来大量文献报道了采用微胶囊技术包覆聚磷酸铵用于阻燃研究。
1 微胶囊技术微胶囊包覆技术是指将APP利用天然的或合成的高分子材料包覆，形成-种直径1～50μm的具有半透性或封闭膜的微型胶囊APP产品，降低了聚磷酸铵的水溶性，具有更高的热稳定性、耐水性以及相容性。
国外知名企业赫司特公司、孟山都公司及Albright Wilson公司均生产高聚合度APP产品。
微胶囊的外形可以是球状的，也可以是不规则的形状；胶囊外表可以是光滑的，也可以是折叠的；微胶囊的囊膜既可以是单层，也可以是双层或多层结构。
微胶囊技术的优势在于形成微胶囊时，囊芯被包覆而与外界环境隔离，它的性质能毫无影响的被保留下来，而在适当条件下壁材被破坏时又能将囊芯释放出来，给使用带来许多便利。
聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试一、实验目的1.了解聚磷酸铵的用途及把握其合成方式。
2.把握阻燃性能测试的一样方式。
二、实验原理1. 聚磷酸铵的制备聚磷酸铵（APP）是近十连年来进展起来的一种重要的无机阻燃剂，普遍用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火涂料。
APP含磷、氮量大，热稳固性好，水溶性小，近于中性。
同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价钱低廉的特点。
其结构式为(NH4)n+2P n O3n+1。
APP有水溶性（n为10∼20）及水难溶性（n> 20）两种。
作为阻燃剂的n一样大于 25。
其合成方式要紧有高温聚合法和低温溶剂法。
本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
在尿素和磷酸二氢胺反映体系中，存在以下反映：CO(NH2)2+2NH4H2PO4⟶(NH4)2P2O4+CO2(NH4)2P2O7+CO(NH2)2⟶2n(NH4)n+2P n O3n+1+4NH3+CO2当n 专门大时，产物可写成(NH4PO3)。
2.氧指数测定物质燃烧时,需要消耗大量的氧气,不同的可燃物,燃烧时需要消耗的氧气量不同,通过对物质燃烧进程中消耗最低氧气量的测定,计算出物质的氧指数值,能够评判物质的燃烧性能。
所谓氧指数（Oxygen index），是指在规定的实验条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示（即在该物质引燃后，能维持燃烧50mm 长或燃烧时刻3min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度）。
作为判定材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度超级有效。
一样以为，OI<27的属易燃材料,27≤OI<32的属可燃材料,OI≥32的属难燃材料。
氧指数的测试方式，确实是把必然尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内，其中有按必然比例混合的向上流动的氧氮气流。
点着试样的上端，观看随后的燃烧现象，记录持续燃烧时刻或燃烧过的距离，试样的燃烧时刻超过3min 或火焰前沿超过50mm标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时刻不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复操作，从上下双侧慢慢接近规定值，至二者的浓度差小于％。
关于纳米材料改性聚磷酸铵在聚合物阻燃中的应用分析聚合物一般是指高分子化合物，又称之为大分子。
现阶段，聚合物在工业、农业领域有较为广泛的应用。
但是聚合物材料有较为独特的特点，其燃点相对较低，也是聚合材料目前存在的缺点。
为此，为了提高聚合物使用的安全性，通常会加入阻燃剂。
本文讲述纳米材料改性聚磷酸铵在聚合物阻燃中的作用，以及讨论了纳米相关材料的研究成果。
關键词：纳米材料;聚磷酸铵;聚合物材料引言：聚磷酸铵是一种化学产物，含磷含氮且高效低毒的阻燃剂，通过科学的研究，现阶段加入到聚合物材料中，有较好的阻燃效果。
由于聚磷酸铵里还有吸水因子，使得其特别容易吸收水分，与聚合物的相融效果较差，随着时间的推移，会使其迁移到聚合物表面，进而不能起到阻燃效果。
目前，对聚磷酸铵在改性处理的使用成为现阶段的主要研究方向。
一、纳米材料的由来在1980年左右，德国专家格莱特首次提出相关纳米材料的概念，同时通过相应的研究，得到人工制作的纳米晶体。
这一举动不光引起同行的关注，还受到世界各国重视。
纳米材料是指在三维的空间里，至少有一维处于一纳米到一百纳米之间并构成的单元材料。
根据纳米的度数可以划分为零维纳米、一维纳米、二维纳米。
纳米材料通常具有较高的表面积，可以将聚磷酸铵体系放入其中，进行催化作用，以此来加强聚磷酸铵的热稳定性和耐水性，这样能保证聚磷酸铵在聚合物中减少流失、迁移等现象，进而提高聚合物的阻燃性[1]。
二、零维纳米材料零维纳米材料是指在空间三维尺度中纳米制度上，主要里面特有的原子和纳米微粒等。
能够改性聚磷酸铵的主要材料是二氧化硅（SiO2），又称为“白炭黑”。
其表面积可达200m2/g，其孔容较高，而且孔道结构相对较好，而且二氧化硅有良好的热稳定性，在承担吸附和负载功能上效果较好。
现阶段，可以通过聚合二氧化硅包覆在聚磷酸铵的表面，其形状类似于胶囊，将其用于化合物进行包覆，可以提高聚氨酯材料的阻燃效果。
其氧气指数可以达到百分之三十二，而且燃烧等级高达UI.94 V-0级。
《功能化聚磷酸铵的制备及其阻燃聚合物复合材料结构与性能的研究》一、引言随着现代工业的快速发展，聚合物材料在众多领域中得到了广泛应用。
然而，这些聚合物材料往往易燃，给人们的生命财产安全带来极大威胁。
因此，如何提高聚合物材料的阻燃性能成为了一个重要的研究课题。
其中，功能化聚磷酸铵作为一种高效的阻燃剂，被广泛应用于聚合物复合材料的制备中。
本文将研究功能化聚磷酸铵的制备方法，以及其在阻燃聚合物复合材料中的应用，探究其结构与性能的关系。
二、功能化聚磷酸铵的制备功能化聚磷酸铵的制备主要采用化学合成法。
首先，选择适当的原料，如磷酸、氨等，在一定的温度和压力下进行反应，生成聚磷酸铵。
然后，通过引入功能性基团，如卤素、磷氮化合物等，对聚磷酸铵进行功能化改性。
最后，经过一系列的后处理过程，如干燥、研磨等，得到功能化聚磷酸铵产品。
三、阻燃聚合物复合材料的制备及性能研究1. 制备方法阻燃聚合物复合材料的制备主要采用物理共混法和化学接枝法。
物理共混法是将功能化聚磷酸铵与聚合物基材进行混合，通过熔融共混、溶液共混等方式得到阻燃聚合物复合材料。
化学接枝法则是通过化学反应将功能化聚磷酸铵接枝到聚合物基材上，形成化学键合的复合材料。
2. 结构与性能的关系通过对阻燃聚合物复合材料的结构与性能进行研究，我们发现功能化聚磷酸铵的引入可以有效提高聚合物的阻燃性能。
这主要归因于功能化聚磷酸铵在高温下能够释放出难燃气体，降低聚合物的表面温度，从而达到阻燃的效果。
此外，功能化聚磷酸铵还可以在聚合物基材中形成网状结构，提高聚合物的热稳定性和机械性能。
3. 性能分析通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等手段对阻燃聚合物复合材料的结构进行表征。
同时，通过垂直燃烧实验、限氧指数（LOI）测试等手段评估其阻燃性能。
结果表明，功能化聚磷酸铵的引入可以显著提高聚合物的阻燃性能和热稳定性。
四、结论本文研究了功能化聚磷酸铵的制备方法及其在阻燃聚合物复合材料中的应用。
聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试摘要：本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备聚磷酸铵。
然后进行溶解度的测定、阻燃性的检验以及氧指数的测定。
了解聚磷酸铵的用途及掌握其合成方法，掌握阻燃剂性能测试的一般方法。
对实验结果进行讨论分析，并简单介绍了本实验方法制备聚磷酸铵的工艺条件。
关键词：聚磷酸铵 尿素 阻燃性 氧指数 溶解度1前言聚磷酸铵简称APP, 是一种性能优良的阻燃剂, APP 的含磷量和含氮量都很高, 因而具有很高的阻燃性能。
它的热稳定性好, 在水中的溶解度不大, 产品近于中性, 能与很多其他阻燃剂复配提高其阻燃性和实施性能, 发烟量不大, 毒性小,因而又被称为/ 环境友好型阻燃剂。
作为无卤阻燃剂, 在阻燃材料中的运用将越来越广泛。
其合成方法主要有有磷酸和尿素缩合法，聚磷酸铵化法，正聚磷酸铵与氨气高温中和法，P2O5-NH3-H2O 高温气相反应法，NH4H2PO4 和CO(NH2)2 缩合法，NH4H2PO4 和NH3缩合法以及H3PO4 和NH3 缩合法等。
根据聚磷酸铵不同的用途合成的方法也不一样。
本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
APP 结构是42n 31NH P O n n ++（） APP 有水溶性（n 为10～20）及水难溶性（n>20）两种。
作为阻燃剂的n 一般大于25。
在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应：224244272()2()CO NH NH H PO NH PO CO +−−→+427224n 231322()()()4n n n NH P O CO NH NH P O NH CO +++−−→++当n 很大时，产物可写成（43NH PO ）。
2实验部分2.1实验试剂及仪器仪器：烧杯（500ml 200ml ）抽滤装置，温度计，电炉，搅拌器，玻璃棒，滤纸， 酒精灯，纸板。
试剂：液体石蜡（碳数在16以上），尿素，磷酸二氢胺，苯，去离子水，聚乙烯醇缩甲醛胶，三聚氰胺，六偏磷酸钠（10%），羧甲基纤维素钠（2%），季戊四醇，甲基硅油消泡剂。
聚磷酸铵改性及其阻燃研究进展作者：郭楠来源：《中国科技博览》2016年第17期[摘要]无机磷系阻燃剂聚磷酸铵（APP）分解温度较高，热稳定性好，为目前研究开发的热点，但由于与高聚物相容性差，在材料中分散性差，易发生迁移起霜，造成基体加工性能和制品力学性能恶化，需要对其进行表面改性处理。
本文重点论述了通过偶联剂处理、微胶囊化及溶胶凝胶处理等手段对APP进行处理，从而降低APP的添加对基体阻燃及力学性能的影响，并对其发展趋势进行展望。
[关键词]聚磷酸铵；阻燃剂；表面改性；微胶囊中图分类号：TQ314.248 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0268-010 引言近年来，聚合物材料应用领域不断拓宽，随之而来的火灾亦是历历在目，大量的人员伤亡及财产损失让人们对于材料阻燃性能要求不断提高。
磷系因其高效阻燃性逐渐成为除金属氢氧化物之外需求量最大的一类阻燃剂。
按照化学成分将阻燃剂分为有机和无机两大类。
无机阻燃剂自身拥有价格相对低廉、低烟低毒、热稳定性高等优势，使得此方面研究从未间断。
无机磷系阻燃剂主要包括红磷、聚磷酸铵（APP）及磷酸盐三类。
聚磷酸铵（APP）分子式为（NH4）n+2PnO3n+l，是一种被广泛应用的高效无机阻燃剂，一方面可以单独使用，另一方面更多作为膨胀阻燃剂体系中酸源与炭源、气源共同进行使用。
由于APP与高聚物相容性差，在材料中分散性差，易发生迁移起霜，造成基体加工性能和制品力学性能恶化，需要对其进行表面改性处理[1-3]。
1 聚磷酸铵概述无机磷系阻燃剂中最主要的一类就是聚磷酸铵（APP），它是聚磷酸的铵盐，也是膨胀阻燃剂（IFR）的主要成分之一。
APP有五种不同的结晶形式Ⅰ～Ⅴ。
其中Ⅲ、Ⅳ型的结晶状态不稳定，而Ⅴ型虽然稳定却尚未发现可行的制造方法，因此都难以作为商品化的阻燃剂。
结晶II型APP 具有较高的热稳定性，初始分解温度在300 ℃以上，耐水解性能优异，应用广泛，是目前生产、研究及应用的热点[4-5]。
聚磷酸铵的合成及其阻燃性能研究3胡云楚1,2,吴志平2,孙汉洲1,周 莹1,刘 元2(1.中南林业科技大学理学院,湖南株洲412006;2.中南林业科技大学工业学院,湖南长沙41004)摘 要: 复合型高效阻燃剂是当前阻燃技术研究的重要方向之一。
根据木材阻燃的炭量增加理论,利用水溶性试验、灼烧成炭试验和热分析方法研究了聚磷酸铵的合成条件、聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂的复合阻燃效应。
聚磷酸铵的最佳合成条件是:磷酸:尿素摩尔比为1∶1.8,预聚合温度为(124±2)℃,预聚合反应时间为25min左右,聚合固化温度230～240℃左右,聚合固化时间为140min左右。
在最佳条件下合成的聚磷酸铵的聚合度为23.3,溶解度为0.67g/100mL 水,阻燃处理杨木粉在400℃灼烧30min的成炭率为38.9%,是同一条件下未处理杨木粉灼烧成炭率的2.15倍。
聚磷酸铵和硼酸以4∶1复配所制得的聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂,对木粉的成炭率为40.5%,相对复合阻燃效应为43.2%。
200～300℃是木粉热解燃烧的主要阶段,也是阻燃剂发挥阻燃作用的主要阶段。
聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂在高温下不仅能催化木材产生更多的木炭,而且能使木炭结构紧密、不易燃烧。
关键词: 聚磷酸铵;硼酸;灼烧成炭试验;阻燃性能;复合效应中图分类号: TB34文献标识码:A 文章编号:100129731(2006)03204242041 引 言近年来火灾所造成的财产损失和人员伤亡一直呈上升趋势,许多火灾的发生均与高分子材料和木质材料的使用状况及其可燃性有关,因此,阻燃技术的发展是保障人民生命财产安全的需要,也是高聚物和木质材料具有广泛应用前景的基础[1～3]。
聚磷酸铵热稳定性好,产品接近中性,并可以与其它阻燃剂混合,分散性好,同时价格便宜,毒性较低,使用安全。
李蕾等报道[4],国内聚磷酸铵阻燃剂的聚合度为20～50;C.Drevelle等[5]报道,聚磷酸铵的聚合度为700,溶解度低于1%。
核-壳型聚磷酸铵阻燃剂的制备及其阻燃聚氨酯性能和机理的研究的开题报告1. 研究背景随着现代工业的不断发展，高能密度的电器、电子设备、机械设备的需求越来越大，而这些设备在工作时会产生高温，极易导致火灾事故的发生。
因此，防火安全问题变得日益突出。
同时，传统的阻燃剂在使用过程中存在着环境污染和聚合物力学性能降低的问题，因此需要开发一种无毒、高效的阻燃剂。
聚磷酸铵是一种环保型、低毒的阻燃剂，在各种聚合物防火领域中得到了广泛的应用。
然而，聚磷酸铵的固体防火效果受到其水溶性的限制，而核-壳型结构聚磷酸铵阻燃剂则通过包覆一层水不溶性的聚合物外壳，可以有效提高其固体防火效果。
聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于耐候性、耐热性和结构强度要求较高的领域。
因此，研究核-壳型聚磷酸铵阻燃剂在聚氨酯中的应用，具有非常重要的实际应用价值。
2. 研究目的和内容本研究的目的是制备核-壳型聚磷酸铵阻燃剂，并将其应用于聚氨酯中，研究其阻燃性能和机理。
具体研究内容包括：（1）制备核-壳型聚磷酸铵阻燃剂。
采用沉淀法制备纳米级核-壳型聚磷酸铵阻燃剂，并对制备条件进行优化。
（2）探究核-壳型聚磷酸铵阻燃剂在聚氨酯中的阻燃性能。
通过燃烧性能测试和热重分析等方法，研究阻燃剂在聚氨酯中的阻燃效果，并评估阻燃剂对聚氨酯力学性能的影响。
（3）研究核-壳型聚磷酸铵阻燃机理。
通过红外光谱、热重分析等手段，探究核-壳型聚磷酸铵阻燃剂在聚氨酯中的化学反应过程以及阻燃机理。
3. 研究意义本研究将制备一种新型的核-壳型聚磷酸铵阻燃剂，并将其应用于聚氨酯中，探究其阻燃性能和机理。
这对于解决现代工业中火灾事故频发的问题，具有重要的实际应用价值。
同时，研究的结果还可以为核-壳型结构阻燃剂的开发提供一定的参考和借鉴。
浅谈阻燃材料聚磷酸铵的研究进展摘要：聚磷酸铵是一种高效无机无卤磷系阻燃剂，是膨胀型阻燃剂的主要成分之一。
本文就聚磷酸铵的合成方法，改性研究现状和应用前景进行了介绍。
关键词：聚磷酸铵；阻燃剂；合成方法；改性，应用进展聚磷酸铵（简称APP）是一种磷氮系特效膨胀型无机阻燃剂，通式为（NH4）n+ 2PnO3n+1，外观呈白色粉末状，分水溶性和水难溶性，其中聚合度n 在10- 20 之间为水溶性，称为短链APP；聚合度n 大于20 的为水难溶性，称为长链APP。
该产品P- N 阻燃元素含量高、热稳定性能好，产品近乎中性，能与其他物质配伍，阻燃性能持久，无毒抑烟。
APP作为膨胀型阻燃剂的基础材料, 被广泛应用于阻燃领域，随着全球阻燃剂朝无卤化方向发展，以APP 为主要原料的膨胀型阻燃剂成为研究开发的热点。
APP 的阻燃机理是受热脱水后生成聚磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水生成炭化物，加之生成的非挥发性磷的氧化物及聚磷酸对基材表面进行覆盖，隔绝空气而达到阻燃的目的，同时由于APP 含有氮元素，受热分解释放出CO2、N2、NH3等气体，这些气体不易燃烧，阻断了氧的供应，达到了阻燃增效和协同效应的目的[1]。
1 聚磷酸铵的合成目前聚磷酸铵的合成工艺很多，主要有磷酸和尿素缩合法，聚磷酸铵化法，正聚磷酸铵与氨气高温中和法，P2O5-NH3-H2O 高温气相反应法，NH4H2PO4和CO(NH2)2缩合法，NH4H2PO4和NH3缩合法以及H3PO4和NH3缩合法等。
根据聚磷酸铵不同的用途合成的方法也不一样。
1.1 磷酸和尿素缩合法这种合成方法是将磷酸和尿素以一定比例混合，加热搅拌后，得到澄清透明的液体再将这种液体加热，经发泡、聚合和固化 3 个阶段即可得到白色干燥固体，冷却后得到成品。
李茂林等以85%的磷酸和尿素为原料探究了聚磷酸铵生产的最佳工艺条件，合成的产品聚合度为170，结果表明反应温度220℃，反应时间3h，n(H3PO4) (以P2O5计85%)∶n ［CO(NH2)2］=1∶1.8为最佳工艺条件。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010555335.5(22)申请日 2020.06.17(71)申请人 武汉理工大学地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人 梅启林 巫炼 罗成 倪圣 刘惠智 沈南柱 肖晗 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102代理人 崔友明 闭钊(51)Int.Cl.C08L 23/12(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 9/10(2006.01)C08K 3/32(2006.01)C08K 5/521(2006.01)B01J 13/14(2006.01)(54)发明名称利用原位包覆改性聚磷酸铵制备阻燃聚丙烯的方法(57)摘要本发明涉及一种利用原位包覆改性聚磷酸铵制备阻燃聚丙烯的方法。
该方法首先以环氧树脂为壁材、聚磷酸铵为芯材，采用阶跃式升温模式原位聚合得到了环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊，接着将其与季戊四醇等碳源复合得到膨胀型阻燃剂，最后将聚丙烯与该阻燃剂混炼、成型，制得了性能优异的阻燃聚丙烯产品。
实验表明，采用本发明方法制得的聚磷酸铵微胶囊固化更加完全，最终的聚丙烯产品阻燃及成炭性能大幅改善，且不再出现滴落现象。
权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 111704769 A 2020.09.25C N 111704769A1.利用原位包覆改性聚磷酸铵制备阻燃聚丙烯的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(a)将环氧树脂、固化剂分散在有机溶剂中，再加入聚磷酸铵、分散剂并搅拌均匀，反应得到环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊；(b)将环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊与碳源混合均匀，得到膨胀型复合阻燃剂；(c)将聚丙烯基体与制得的膨胀型复合阻燃剂充分干燥，接着按比例投入混炼机中混炼，最后成形即可。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的至少一种，所述固化剂选自多乙烯多胺、聚醚胺、聚酰胺、乙二胺、二甲基咪唑中的至少一种，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙醇、环己酮、丙酮、正丁醇、异丁醇中的至少一种，所述分散剂选自蒙脱土、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP乳化剂中的至少一种，所述碳源选自季戊四醇或其衍生物、季戊四醇磷酸酯或其衍生物中的至少一种，所述聚丙烯基体选自聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯中的至少一种。
