聚丙烯的接枝改性方法

聚丙烯改性的主要的几种方法聚丙烯（PP）是一种重要的塑料，具有较高的力学性能、耐化学腐蚀性和隔热性能，广泛应用于包装、电器、纺织、建筑等领域。

然而，PP在一些方面的性能仍然有待改善，这就要求对PP进行适当的改性。

以下是聚丙烯改性的几种主要方法。

1.添加剂改性：添加剂改性是通过向聚丙烯中添加各种添加剂，如增塑剂、抗氧剂、阻燃剂、光稳定剂等，来改善聚丙烯的性能。

添加剂可以提高聚丙烯的柔软度、耐热性、阻燃性等，从而扩展了聚丙烯的应用范围。

2.共混改性：共混改性是将聚丙烯与其他聚合物进行物理混合，在共混体系中形成相容相并形成新的材料。

常用的共混改性体系包括聚丙烯/聚乙烯、聚丙烯/ABS共混体系等。

共混改性可以综合利用不同聚合物的优点，改善聚丙烯的力学性能、热稳定性、耐冲击性等。

3.界面改性：界面改性是通过在聚丙烯和填充剂之间插入界面剂，来增强聚丙烯与填充剂之间的相容性。

常用的界面改性剂有硅烷偶联剂、聚合物接枝剂等。

界面改性可以改善聚丙烯的强度、韧性、耐冲击性和耐热性等性能。

4.离子辐射改性：离子辐射改性是通过辐射聚丙烯，引入交联结构或引发化学反应，改善聚丙烯的性能。

辐射改性可以显著提高聚丙烯的强度、热稳定性、抗老化性能等。

5.高分子改性：高分子改性是将聚丙烯与其他高分子化合物进行共聚或接枝反应，形成新的共聚物或共聚物接枝聚合物。

常用的高分子改性剂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚酯等。

高分子改性可以改善聚丙烯的强度、韧性、耐热性和低温性能。

总之，聚丙烯改性的方法有很多种，可以通过添加剂、共混、界面、辐射和高分子改性等不同途径来改善聚丙烯的性能。

这些改性方法可以提高聚丙烯的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀性和耐冲击性等，从而满足不同应用领域对材料性能的需求。

高分子材料改性课程论文专业：材料科学与工程学生姓名：学号：导师：聚丙烯的亲水性改善研究摘要：聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。

本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。

关键词：聚丙烯；亲水性；接触角；共混改性；因为PP不含任何极性基团而难以和金属"玻璃粘结，难以和其他许多高聚物"无机填料相容; 也难于进行印刷染色等!这些缺点限制了聚丙烯在某些领域中的应用!表面接枝法可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联! 改性后的表面具有极性和亲水性，从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术!PP接枝改性产物还可经压膜" 磺化"碱洗等工艺制得亲水性较好的离子交换膜，与亲水性差的膜相比具有容量大"高洗脱率"高再生率的特征!聚丙烯(PP) 材料作为第三大通用塑料，具有机械性能、耐腐蚀性及电绝缘性优良，无毒性、易加工及价格低廉等优点，受到广大学者及工业领域的极大青睐。

其薄膜、纤维、非织造布、片材及各种制品在日常生活中被大量应用。

其中，聚丙烯微孔膜主要用于锂离子电池隔离膜[1]、废水处理、气体分离等领域。

但是由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有( 31 ～34) ×10–5 N/ cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且导致其表面和溶质:之间存在憎水性相互作用，进一步导致膜污染现象。

膜污染将导致在水处理过程中膜清洗的次数和维护费用增加，甚至会产生不可逆的破坏，降低膜的使用寿命，从而限制了其在工业中的应用。

前言聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优等。

不足之处是低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。

PP 用途相当广泛,可用于包括农业和三大支柱产业(汽车工业、建筑材料、机械电子) 在内的诸多领域。

开拓PP在重大产业领域的市场,取代其他塑料,所凭借的因素一是PP 物美价廉、二是PP改性的进展。

尽管PP 生产工艺和催化剂历经几代更新,取得了很大的成就,但要用反应器产品直接作为某些目标产品(包括注塑级、纤维级、薄膜级等) 的原料或专用料,有的还需提高它的综合性能。

即对反应器后产品作一定的改性。

反过来说,PP改性也扩大了自身的应用领域,通过改性,人们可以得到性能好和价廉的PP原料。

按照参加聚合的单体组成,PP可分为均聚物和共聚物两种。

均聚物由单一丙烯单体聚合而成,因而具有较高的结晶度、机械强度和耐热性。

PP共聚物是聚合时加入少量乙烯单体共聚而成,具有较高的冲击强度。

广义上讲,相对于均聚物,共聚物可以说是一种改性产品。

目前国内石化厂生产PP以均聚物为主,品种单一,提供PP均聚物的改性方法无疑是有现实意义的。

聚丙烯的改性方法§1章PP聚合物的改性综述1.1化学改性聚丙烯的化学改性是指通过化学方法改变聚丙烯分子链上的原子或原子团的种类及组合方式的改性方法。

经化学改性后的聚丙烯, 其分子链结构发生变化, 从而对材料的聚集态结构或织态结构产生影响, 改变材料性能, 因此, 通过化学改性可以得到具有不同应用性能的新材料。

1.1.1聚丙烯的共聚改性以丙烯单体为主的共聚改性可在一定程度上增进均聚PP的冲击性能、透明性和加工流动性,它是提高PP 韧性, 尤其是低温韧性的最有效的手段之一。

将丙烯、乙烯混合在一起聚合, 其聚合物主链中无规则地分布着丙烯和乙烯链段,乙烯则起着阻止聚合物结晶的作用, 当乙烯质量分数达到20%时结晶便很困难, 当质量分数为30%时就完全无定形, 成为无规共聚物, 其特点是结晶度低、透明性好、冲击强度增大等。

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。

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。

增强改性回收PP的拉伸强度较低，一般制品在18～25MPa左右，用短玻璃纤维(SGF)增强后，其拉伸强度可达30～35MPa左右。

为了改进纤维与树脂的界面性能，常用偶联剂如KH550、KH560、 KH570等，偶联剂的用量一般是纤维含量的0．2％一1．5％，对不同情况有必要试验确定。

聚丙烯的氯化回收PP也可像回收PE一样进行氯化，氯化产物具有广泛的应用。

如APP经氯化可得到氯化APP(CAPP)，它具有优良的粘结性能，可制造粘结剂，用于粘结PE、PVC、PA、金属等材料，如用作包装复合膜、双层PP膜、PP膜—纸、PP膜—铝箔等的粘合剂。

此外，CAPP也可以用作涂料、印刷油墨及极性树脂的加工助剂等。

聚丙烯的接枝改性聚丙烯的化学改性还有接枝、嵌段等共聚改性。

聚丙烯接枝改性的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、无机填料的粘结性或增溶性。

所用的接枝单体一般是丙烯酸及其酯类、马来酸酐及其酯类、马来酰亚胺类等。

接枝的方法有：①溶液法，在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚；②辐射法，在高能射线下接枝；③熔融混炼法，在过氧化物存在下，于熔融状态下混炼，进行接枝，常常在双螺杆挤出机中进行。

接枝改性的高分子材料的性能与接枝物的物化性能有关，也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关，其基本性能与聚丙烯相似，但与极性高分子材料、无机材料、橡胶等的相容性可大大提高，接枝PP的结晶度和熔点随接枝物含量的提高而下降，透明性和低温热封性却提高。

南京塑泰专业生产马来酸酐接枝PP.回收聚丙烯的交联改性回收聚丙烯也可像聚乙烯一样进行交联改性，改性的机理同前面介绍的聚乙烯交联相近。

聚丙烯的催化裂解和热裂解聚丙烯在380~C左右裂解，可进行热裂解和催化裂解。

用硅／铝粉末(Si02／Al：03)作催化剂，催化剂可与裂解产物的气相和液相接触。

研究表明，用液相接触催化剂方法，可得到69％的液体产物，具有沸点30～270℃的，2〃C6到n-C1s石蜡油；气相接触催化，可获得54％(质量分数)液体产物，而且得到产物的速度要低得多。

聚丙烯和聚乙烯熔融接枝改性及增容丁生龙柳明珠3(兰州大学化学化工学院兰州730000丁生龙男,34岁, 博士生, 现从事高分子改性及加工方面的研究。

3联系人,E 2mail :m2zliu @1631com国家自然科学基金资助项目(298107601552005202228收稿,2005205228接受摘要近年来, 有关高分子改性研究已引起人们的广泛关注。

本文对热塑性塑料聚丙烯和聚乙烯熔融接枝改性的常用单体、提高接枝率的方法、增容作用和接枝物的表征等方面进行了综述。

关键词聚丙烯聚乙烯熔融接枝丙烯酸马来酸酐Progress in the Modi fication and Compatibility of Polypropylene andPolyethylene in the Melt StateDing Shenglong , Liu 3(C ollege of Chemistry and Chemical Engineering , , Abstract Much recently. M odification under meltcondition and PE , both of which belong to the thermal 2plastic , such as the acrylic acid and maleic anhydride and their derivates were The ways of increasing the graft yields and com patibilities , characterization of the poly olefin were als described.K ey w ords P olypropylene , P olyethylene , Melting grafting , Acrylic acid , Maleic anhydride聚丙烯树脂(PP 由于具有优良的力学性能(如高抗张强度、压缩强度、刚性、硬度、耐应力开裂等、耐化学腐蚀性、良好的电绝缘性和易于加工成型等性能, 已成为当今最具发展前途的热塑性塑料之一。

Science and technolo gy project科技专题塑料制造3年月刊51前言聚丙烯作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称。

但聚丙烯具有非极性和结晶性，使其结晶性聚合物、无机填充及增强材料等相容性，共混及复合使用时需加入相容剂来降低界面张力，增加界面粘接，另外其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也很差，这些缺点制约了其进一步推广应用。

对聚丙烯进行接枝，在其分子链上引入适当极性的支链，利用支链的极性和反应性，改善其性能上的不足，同时有增加新的性质。

因此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。

[1]聚丙烯与马来酸酐的接枝反应可以通过溶液接枝、熔融接枝和固相接枝来进行。

利用反应性挤出的方法进行的熔融接枝具有设备投资少、工艺操作简单、产物无需后处理、可实现连续化生产等优点而获得了广泛的工业化应用前景。

本文使用双螺杆挤出机对马来酸酐与聚丙烯熔融接枝的工艺过程进行了研究,探讨了各种工艺因素对熔融接枝的影响。

[2]2实验部分2.1原料部分聚丙烯粉料：M I=1,大庆华科股份有限公司；顺丁烯二酸酐：分析纯,市售；过氧化二异丙苯：工业品，天津化学试剂厂;抗氧剂（1010、168）,工业级，北京化工三厂；丙酮：分析纯，天津化学试剂厂；氢氧化钠：分析纯，市售；聚丙烯接枝改性的研究赵伟（大庆华科股份有限公司，黑龙江大庆，163311）摘要：在双螺杆挤出机上研制马来酸酐(M A H )接枝的聚丙烯(PP)。

主要讨论了聚丙烯(PP)与马来酸酐(M A H )在熔融挤出反应中,引发剂D C P 的用量、M A H 的用量以及反应温度、物料的停留时间对接枝物的影响。

关键词：聚丙烯;马来酸酐;接枝改性The Study of Reactive Extrusion for Grafting of MaleicAnhydrideon PolypropyleneZhao W ei(Daqing Huake Co.Ltd.,Daqing163311,China)Abstract:The article studied that Maleicanhydride (MAH)grafted polypropylene (PP)in one pair of screw.extruder.It discussed mainly the application of initiator DCP and MAH in melting reaction and the in uence of graft copolymer at different temperature and different reaction time.Keywords:Polypropylene Maleicanhydride Modify graftingwww.c n-p lastic s.n et 20172Science and technolo gy project科技专题3年月刊塑料制造532.2实验仪器和设备双螺杆挤出机高速混合机熔融指数仪2.3PP-g-M AH 的制备及接枝率的测定将PP 、M A H 、引发剂和抗氧剂等在高速混合机中混合均匀,然后在双螺杆挤出机中进行反应挤出接枝,经拉条、冷却、切粒制得M A H 接枝P P 。

聚丙烯固相接枝法概述固相接枝法是20世纪90年代兴起的一种制备改性聚烯烃的方法。

它是将PP粉末直接与适量的单体、引发剂以及其他适当的助剂接触直接反应。

反应温度一般控制在聚烯烃的软化温度一下（100℃～130℃），常压反应。

与其他接枝方法相比，固相接枝法有许多显著优点：反应时间短，成本低，PP降解少，接枝效率高，接枝率高，不使用溶剂或使用少量有机溶剂作为表面活性剂，溶剂被PP表面吸收，后处理简单，没有环境污染，结合了溶液法和熔融法的优点，克服了二者的缺点，高效节能有着良好的发展前景。

1 PP固相接枝机理PP接枝机理实质上是自由基反应，有引发剂分解或其他形式产生的自由基取代PP上的α氢，生成PP大分子自由基，再与接枝单体反应生成PP接枝物，同时，初级自由基也直接引发单体聚合，单体的低聚物自由基再与PP大分子链自由基发生耦合终止，接枝到PP分子上的可以是单个分子，也可以是低聚物。

接枝体系通常由PP 树脂、接枝单体、引发剂及其他助剂构成。

与熔融接枝相比，固相接枝机理研究起步比较晚，但两者的机理有相似之处。

不同之处为熔融接枝处于高温状态，PP这类聚烯烃容易发生β大分子剪切，大分子链降解严重。

而固相接枝温度通常在100℃～120℃，特别是多单体固相接枝，由于给电子体和受电子体形成了电子转移络合物以稳定自由基，能够有效地减少β大分子剪切。

PP固相接枝具体反应过程为：接枝单接枝单体和引发剂经过搅拌扩散到聚丙烯的表面和微孔隙内被聚丙烯颗粒的非晶相区域所吸附，随着吸附量的增加，单体在PP非晶相区的孔隙的扩散达到饱和状态同时引发剂受热，分解产生了初级自由基。

在初级自由基的作用下，单体接枝到聚丙烯主链上，最后链终止并对接枝后产物进行纯化。

2 PP固相接枝的影响因素2.1 引发剂的影响引发剂又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。