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聚烯烃的化学接枝改性
余坚;何嘉松
【期刊名称】《高分子通报》
【年(卷),期】2000()1
【摘要】综述了化学接枝改性聚烯烃的三种方法，即溶液法、熔融法及固相法，并讨论了接枝单体的选择、接枝机理和接枝物的性能表征。
【总页数】7页(P66-72)
【关键词】聚烯烃;化学接枝;改性;溶液法;固相法;熔融法
【作者】余坚;何嘉松
【作者单位】中国科学院化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.1;TQ316.343
【相关文献】
1.聚烯烃化学接枝改性方法的研究进展 [J], 龚春锁;刘巧宾
2.超临界CO2协助聚烯烃功能化接枝改性的研究进展 [J], 王鉴;齐保坤;马淑清;冯忠伟;苗文青;谢海群;解明
3.聚烯烃的悬浮接枝改性及其应用 [J], 邵清;宋文波
4.聚烯烃接枝改性的研究进展 [J], 龚春锁;揣成智;
5.反应挤出苯乙烯接枝改性聚烯烃热塑性弹性体的研究 [J], 王瑾;曹贤武;梁健飞;何光建
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聚烯烃共混改性摘要：聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）是重要的通用大品种树脂，PP具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点，但脆性和低温抗冲击性能差。
PE具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点，但耐热性差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。
因此对通用大品种树酯PP和PE开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。
本文分别就蒙脱土（MMT）、纳米二氧化硅（SiO2）、β晶型成核剂、尼龙6（PA6）和聚氨酯（PU）对PP与PE的共混改性进行研究与探讨。
选用几种不同型号MMT（未经处理的M-5和经有机化处理的DK4，DK1N）分别与PP进行熔融共混，制得PP／MMT复合材料。
讨论了共混复合材料的力学性能、耐热性及流动性，同时考察了PP-g-MAH的不同含量对复合体系相容性的影响。
关键词：聚烯烃，共混，改性。
正文：一、共混改性的目的与作用：1、对提高材料的综合性能，使用性能，改善加工性能，制备新材料满足特定需要，降低生产成本等有非常重要的意义。
2、综合均匀各聚合物组分的性能，取长补短，消除各单一聚合物组分性能上得弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。
二、研究进展：1 接枝改性PE和PP均为部分结晶的非极性聚合物，表面能低，印刷性、染色性及与极性高聚物(如尼龙6、聚碳酸酯(PC)等)、无机填料或金属的相容性较差，很难进行复合或黏接。
通过含有碳碳不饱和双键极性功能单体与聚烯烃进行接枝改性可增加聚烯烃的极性和反应性，实现功能化。
一般认为，功能基团趋向于在聚烯烃基质的表面排列，这样更有利于增强聚烯烃与其他基质的相互作用和物理相容性。
马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸及其酯类、丙烯腈、苯乙烯及其同系物和富马酸等作为聚烯烃的接枝单体均有研究，接枝物的黏接性、亲水性及其与极性高分子的相容性显著提高。
其中，MAH 熔融接枝聚烯烃早在20世纪80年代国外研究者就利用挤出和密炼等不同的方式进行了大量的研究，并被广泛用作聚烯烃与尼龙、聚酯、聚氨酯、无机矿物填料、无机盐晶须、二氧化硅、玻璃纤维(GF)、蒙脱土(MMT)、淀粉、木质素等共混体系的界面改性剂。
二、聚烯烃改性1、聚乙烯改性（1）国际上现用少量高密度聚乙烯掺入到低密度聚乙烯中以达到防止或减少封拈效果。
（2）加入少量（0.05~0.1%）油酸胺化物，可大为减少薄膜封粘。
如果加入0.5~2%的聚丙烯，可提高其透明度（3）用二氧化硅、碳素、粘土、碳酸钙,甚至一些工业废渣作为填充剂,填充量可达1：1，虽增强刚性,但抗张强度、延伸率、抗裂强度却有所下降,然而脆性化温度有所提高。
（4）以交联剂交联改性，为目前欧美研完的一种聚乙烯聚联改性新方法。
交联工艺有下列几种：A、有机过氧化物交联厂B、叠氦化物交联C、放射线交联D、热交联F、烷硅交联,H、发泡交联。
（5）光氯化聚乙烯薄膜生产已经工业化,其可分为二种光氯化方法(①日本采用光氯化照射室方法,即将聚乙烯薄膜在照射室内二面用氯气与之接触,并在一面用紫外线照射,这样氯原子不断扩散,紫外线也溅射到薄膜上,即使不直接接触光的面,同样得以光氯化。
②利用透过室方法,即将聚乙烯薄膜在透过室内,在绝对抽真空情况下一面用光照射,仅只有一面与氯气接触,并在同一面用紫外线进行光照。
除上述两种光氯化方法外,若二面同时用紫外线照射,效果更佳。
经光氯化改性的聚乙烯薄膜,改变其表面不活泼而难于印刷的问题,不需进行表面处理即可印刷。
聚丙烯改性聚丙烯（PP）是五大通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于成型加工、产品综合性能优良，用途非常广泛，已成为发展最快的塑料品种之一。
但PP也存在一些不足，最大缺点是耐寒性差，低温易脆裂；其次是收缩率大，抗蠕变性差，容易产生翘曲变形。
与传统工程塑料相比，PP还存在耐候性差，涂饰、着色和黏合等二次加工性能差，与其他极性聚合物和无机填料的相容性差等缺陷，从而限制了其应用范围。
PP的高性能化、工程化、功能化是目前改性PP的主要研究方向。
PP改性可分为化学改性和物理改性。
化学改性主要指共聚、接枝、交联等，通过改变P的分子结构以达到改性目的。
物理改性主要包括共混、填充、复合填强、表面改性等，通过改变PP的分子聚集态结构，以达到改善材料性能的目的。
聚烯烃接枝马来酸酐作为增容剂的应用（黄山贝诺科技有限公司）聚烯烃(PE、PP、EPDM、EPR、EVA等)由于非极性及结晶性，与其他材料，如极性聚合物、无机填料等相容性很差，无法制备有用的共混材料。
加入预先制备或现场形成的增容剂，能使原本不相容的聚合物形成具有任一组分都不具备的独特性质的共混物。
增容剂作为一种表面活性剂，能降低表面张力，提高共混物中分散相和连续相之间的界面粘结力。
为扩大聚烯烃的应用范围和研制更多有价值的新材料，功能化聚烯烃作为增容剂，一直是科研和工业生产中的一个重要领域。
迄今为止，由于廉价、高活性和良好的加工性，马来酸酐接枝聚烯烃（PO-g-MAH）是最重要的功能化聚烯烃。
它在聚合物共混物、聚合物/无机填料、聚合物/有机纤维、复合增强材料和粘结剂等方面都有广泛的应用。
聚烯烃接枝马来酸酐的方法很多，主要有溶液法、熔融法、辐射法和固相法等。
但最重要的方法是熔融法，即所谓的“反应挤出法”。
熔融接枝的机理很复杂，并伴随有严重的副反应，表现为聚乙烯接枝反应的交联，聚丙烯的降解，以及乙丙橡胶中两种副反应的同时出现。
加入一些含N、P、S原子的电子给体化合物，如二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAC）能抑制这些交联、降解等副反应。
溶融接枝可以在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或Brabender流变仪中进行。
将聚烯烃、MAH 单体、引发剂和其他添加剂，在少量分散剂的帮助下均匀混合，然后将混合物加入挤出机料斗中进行熔融挤出。
影响聚烯烃接枝马来酸酐反应的因素很多，主要有引发剂品种和浓度，单体质量浓度，添加剂品种和浓度，反应温度以及反应时间等。
引发剂DCP浓度增加，接枝率相应提高，但DCP用量过多，伴随有交联反应；DCP固定不变时，接枝率随MAH用量的增加而呈上升趋势，但继续增加MAH的用量时对接枝率的影响变小；反应温度低时，DCP的分解浓度高，但也有利于副反应的发生，因而消耗了自由基，使自由基没有明显提高；熔融反应时间（即挤出机螺杆的转速）对接枝率影响很大。
