马来酸酐接枝聚丙烯的改性方法及其应用
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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 (29)致谢 (32)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。
聚丙烯塑料的改性及应用
聚丙烯塑料是一种常见的塑料,它的主要优点包括稳定性高、机械性能好、成本低廉等。
然而,在实际应用中,聚丙烯塑料的一些性能可能无法满足特定需求,因此需要进行改性。
聚丙烯塑料的改性方法有很多种,其中较为常见的包括共混改性、填充改性、交联改性等。
共混改性指的是将聚丙烯与其他树脂混合在一起,以获取其它树脂的特性,从而改善聚丙烯的性能。
填充改性则是在聚丙烯中添加一些填充物,例如纤维素、碳酸钙等,以改善聚丙烯的强度等性能。
交联改性则是通过交联聚丙烯来获得更好的热稳定性和机械强度等性能。
通过改性,聚丙烯塑料可以应用于更广泛的领域。
例如,通过共混改性和填充改性,可以将聚丙烯用于汽车零部件、管道、建筑材料等领域。
交联改性后,聚丙烯可以用于电线电缆、自行车轮胎和医疗器械等领域。
除了改性,聚丙烯塑料也可以通过添加一些辅助剂,如抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂等来增强其性能。
例如,聚丙烯建筑材料中添加阻燃剂可以提高其耐火性。
在实际应用中,聚丙烯塑料也存在一些局限性。
例如,由于聚丙烯的低表面能,它的附着力和耐腐蚀性有限。
为了改善这些问题,可以采用表面处理等方法来提高其表面能。
总之,改性可以使聚丙烯塑料的性能得到大幅提升,使其在更为广泛的领域中得到应用。
未来,如果能够开发出更高性能的聚丙烯塑料,那么它将在更多领域展现其应用潜力。
马来酸酐接枝ABS 及其应用陈玉胜张祥福张勇张隐西(上海交通大学高分子材料研究所,上海200240摘要采用熔融法研究了马来酸酐(M AH 接枝ABS 。
结果表明:马来酸酐接枝率随M AH 添加量或引发剂过氧化二异丙苯(DCP 的添加量的增加而提高,但是添加量过多时,接技率增加速率变慢;ABS 接枝马来酸酐后,冲击性能明显下降,但拉伸性能变化不大;马来酸酐接枝改性ABS ,增容ABS/PC 合金共混物,可提高合金的缺口抗冲击强度达1.5~2.5倍。
关键词:马来酸酐接枝丙烯睛/丁二烯/苯乙烯共聚物增容聚碳酸酯0前言收稿日期:2000201204在共混中采用反应增容方法促进溶解度参数不匹配的聚合物共混,已越来越受到人们关注。
这种方法的本质特性是在加工过程中使共混组分之间发生化学反应,生成接枝或嵌段聚合物,该聚合物作为共混增容剂使组分间良好地分散和增强界面结合[1]。
因此这种方法最基本的要求是共混聚合物组分分子链中应含具有反应活性的功能基团,如环氧基团、酸酐基团、磺酸基团等。
这些基团的特点是与氨基、羟基等基团的反应活性高,并且无低分子物生成。
ABS 是通用工程塑料,综合性能好,常与其它聚合物共混制备合金。
在与其它聚合物(如尼龙、聚碳酸酯共混过程中,ABS 与它们之间的相容性是合金获得优良综合性能的关键。
国内外已有报道采用马来酸酐接枝改性ABS 作为增容剂,用以改善ABS 系列合金间的相容性[2,3]。
本研究在H AAKE 转矩流变仪上,采用马来酸酐熔融接枝改性ABS ,考察了影响接枝反应的主要因素、接枝产物力学性能变化以及接枝产物增容ABS/PC 合金的应用前景。
1实验部分1.1原料ABS 树脂,牌号PA -747S ,台湾奇美实业股份有限公司产品;PC 树脂,Lexan141,美国GE 塑料树脂(中国公司产品,马来酸酐(M AH ,化学纯,上海山海科技研究所;过氧化二异丙苯(DCP :化学纯。
其中PC 、ABS 树脂在使用前均在90℃干燥8h ,以除去吸收的水分1.2主要仪器和设备转距流变仪,H AAKE RC -90型,德国H AAKE 公司;双螺杆挤出机,SH L -35型,上海化工机械四厂;红外光谱仪,Perkin -Elmer 1000型,美第14卷第5期2000年5月中国塑料CHINA P LASTICSV ol14N o 5May 2000国PE公司;万能冲击试验机RAY-RAN2500,英国RAY-RAN公司。
聚丙烯塑料的改性及应用1. 背景介绍聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常见的聚合物材料,具有良好的机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性等特点,因此在工业和日常生活中广泛应用。
然而,纯聚丙烯材料在某些方面的性能仍然有待改善,这就需要对聚丙烯进行改性处理。
2. 改性方法2.1 添加剂改性添加剂改性是指向聚丙烯中加入适量的改性剂,以改善其特定性能。
常见的添加剂包括增塑剂、抗氧剂、阻燃剂等。
增塑剂可以提高聚丙烯的可塑性和柔韧性,抗氧剂可以延缓聚丙烯老化速度,阻燃剂可以提高聚丙烯的阻燃性能。
2.2 交联改性聚丙烯的交联改性是指通过物理或化学方法,在聚丙烯分子链之间建立交联,提高聚丙烯的热稳定性和力学性能。
常见的交联改性方法包括辐射交联、热交联和化学交联等。
2.3 接枝改性接枝改性是指将其他具有良好性能的高分子化合物接枝到聚丙烯分子链上,以提高聚丙烯的性能。
接枝改性可以增加聚丙烯的韧性、耐疲劳性和耐磨性等。
3. 改性聚丙烯的应用3.1 包装材料改性聚丙烯在包装材料领域有着广泛的应用。
由于其良好的耐热性和耐化学腐蚀性,改性聚丙烯袋可以用于食品、医药等领域的包装,保证产品的安全性和卫生要求。
3.2 汽车零部件改性聚丙烯在汽车工业中的应用越来越广泛。
其优异的力学性能和耐冲击性使得改性聚丙烯成为制造汽车零部件的理想材料,如汽车内饰件、车身板材、底盘保护装置等。
3.3 电子电器改性聚丙烯具有良好的绝缘性能和抗静电性能,因此在电子电器领域得到了广泛应用。
例如,手机壳、电视机外壳、电器配件等都可以采用改性聚丙烯制造。
3.4 医疗器械由于改性聚丙烯具有良好的耐腐蚀性、生物相容性和低毒性等特点,适用于医疗器械的制造。
例如,输液瓶、注射器、手术器械等都可以采用改性聚丙烯。
4. 结论通过添加剂改性、交联改性和接枝改性等方法,可以显著提高聚丙烯的性能,拓展其应用领域。
改性聚丙烯在包装材料、汽车零部件、电子电器和医疗器械等领域都有着重要的应用价值。
第34卷第6期东 北 林 业 大 学 学 报Vol.34No.6 2006年11月JOURNAL OF NORT HE AST F ORESTRY UN I V ERSI TY Nov.2006利用挤出技术制备马来酸酐接枝聚丙烯1)王爱平 宋永明 王清文 王伟宏 曾宪忠(生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学),哈尔滨,150040) 摘 要 利用反应挤出技术和红外光谱分析方法,对马来酸酐(MAH)接枝聚丙烯(PP)的制备工艺进行了研究。
纯化后的马来酸酐接枝产物(PP-g-MAH)的红外光谱显示,在1700~1900c m-1处出现吸收峰,这是马来酸酐的C=O键的特征吸收峰,说明马来酸酐接枝到了聚丙烯上。
当MAH用量在1~9份(PP为100份)、过氧化二异丙苯(DCP)用量在0.2~0.4份范围内时,PP-g-MAH接枝率的变化规律如下:在一定量引发剂的作用下,随着马来酸酐用量的增加,聚丙烯接枝产物的接枝率有所增加;马来酸酐用量达到4份以后,聚丙烯接枝产物的接枝率不再明显增大;马来酸酐用量达到7份后,接枝率出现下降趋势。
研究表明,聚丙烯树脂、马来酸酐单体和引发剂用量的质量比为100.0∶4.0∶0.3时,接枝效果较好,接枝率为0.84%。
关键词 接枝共聚;反应挤出;马来酸酐;聚丙烯;马来酸酐接枝聚丙烯分类号 O632.12Prepara ti on of M a le i c Anhydr i de Grafted Polypropylene by Reacti ve Extrusi on/W ang A i p ing,S ong Yong m ing,W ang Q ing wen,W angW eihong,Zeng Xianzhong(Key Laborat ory of B i o2based Material Science and Technol ogy ofM inis2try of Educati on,Northeast Forestry University,Harbin150040,P.R.China)//Journal of Northeast Forestry University.-2006,34(6).-87~89The p reparati on p r ocess of maleic anhydride grafted polyp r opylene(PP2g2MAH)was studied by reactive extrusi on u2 sing a t w in scre w extruder syste m and infrared s pectr oscopy.The structure of PP2g2MAH was characterized by FTI R s pec2tru m.Result sho wed that there was an abs or p ti on peak at1700~1900cm-1,the characteristic abs or p ti on peak of C=Obond of maleic acid anhydride(MAH),which showed thatmaleic anhydride had been grafted on the macr omolecular chainof polyp r opylene(PP).Fact ors influenced the graft rati o of maleic anhydride on PP was investigated.W hen the p r oporti onof reacti on m ixture in the range of1~9parts f orMAH,0.2~0.4parts for dicu myl per oxide(DCP)as initiat or and100parts f or PP,the a mount ofMAH had a re markable effect on the graft rati o of PP2g2MAH.The graft rati o of PP2g2MAH in2creased with the a mount ofMAH increasing.W hen the a mount ofMAH reached t o4parts,the graft rati o got t o a high lev2el and st opped increasing.W hile the a mount ofMAH reached t o7parts,the graft rati o of PP2g2MAH showed a decliningtrend with the a mount ofMAH increasing.W hen the p r oporti on of PP,MAH and DCP was100/4/0.3,a better graft rati o(0.84%)could be achieved.Key words Graft copoly merizati on;Reactive extrusi on;M aleic anhydride;Polyp r opylene;M aleic anhydride grafted polyp r opylene 聚丙烯(PP)是5大通用塑料之一,具有原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良,性价比高等优点,成为通用塑料中发展最快的品种,也是制造木塑复合材的主要原料之一。
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。
在由一种或几种单体组成的聚合物的主链上,通过一定的途径接上由另一种单体或几种单体组成的支链的共聚反应。
是高聚物改性技术中最易实现的一种化学方法。
马来酸酐接枝改性聚合物一般采用双螺杆挤出机熔融接枝法制备,其系类品种包括聚乙烯(PE-g-MAH)、聚丙烯(PP-g-MAH)、ABS (ABS-g-MAH)、POE(POE-g-MAH)、EPDM(EPDM-g-MAH)等,其操作工艺简单、生产成本低、产品质量稳定等特点。
其中产品MAH接枝率在0.5~2.5%范围内可调,其他力学性能指标优良。
可广泛用作各类非极性聚合物(如PE、PP等)与极性聚合物(如PC、PET、PA等)其混改性时的相容剂等。
纳米碳酸钙是一种十分重要的无机增韧增强功能性填料,被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域,为降低纳米碳酸钙表面高势能、调节疏水性、提高与基料之间的润湿性和结合力、改善材料性能,须对纳米碳酸钙进行表面改性常用的碳酸钙表面改性方法主要以脂肪酸(盐),钛酸酯,铝酸酯等偶联剂在碳酸钙表面进行化学改性,从而使改性碳酸钙填充的聚合物冲击强度得到较大的提高,为了提高无机填料与有机基体之间的相容性,用高分子有机物对无机填料进行表面接枝改性是一种常用方法。
Takao Nakatsuka 以磷酸盐改性超细CaC03表面,然后与聚异丁烯酸接枝,P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝对CaC03表面改性,与丙稀单体混合后通过聚合制备了性能较好的PP/CaC03复合材料。
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。
2011年第5期 第38卷总第217期 广东 化工
www.gdchem.corn l05
N一甘氨酸基马来酰胺酸接枝改性聚丙烯探究 吕志平,朱兴芳,王文杰,李小宁 (太原理工大学精细化工研究所,山西太原030024)
【摘要]利用马来酸酐和甘氨酸在一定条件下合成了N_甘氨酸基马来酰胺酸(GMA),并将其熔融接枝到聚丙烯(PP)上。采用x射线衍射 (XRD)、差示扫描量热(Osc)和偏光电子显微镜(PLM)等测试手段对聚丙烯的晶体形态及结晶行为进行了考察,并测试了聚丙烯的力学性能和维 卡软化点。结果表明:与在纯PP中加入0.15%引发剂DCP、1%助剂苯乙烯和0.3%抗氧剂制的PP/O、PP—g—MAH相比,PP-g—GMA的晶粒较 细,结晶温度和结晶度有了提高;力学性能也明显提高;维卡软化点分别提高了18.1℃和15 C。 【关键词】聚丙烯;接枝改性;N一甘氨酸基马来酰胺酸 [中图分类号]TQ f文献标识码1A [文章编号]1007—1865(201 1)05-0105—02
Study on Graftmodification of P0lyprOpylene by N—glycine Maleic Amide Acid
Lv Zhiping,Zhu XingNng,Wang Wenjie,Li Xiaoning (Institute of Special Chemicals,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China)
Abstract:N-glycinylmaleamic acid was prepared by maleic anhydride and melt—grafteded on polypropylene(PP)The crystalline morphology and crystallization behavior of polypropylene(PP)were inspected by the means of X—ray diffraction analysis(XRD),differential scanning calorimetry(DSC)and polarised light microscopy(PLM)and the vicat softening point of PP were also tested The results show that:compared with PP/O andPP-g—MAH.crystalline particles 0fPP—g-GMA was Finer and the crystallization temperature.crystallinity and Mechanical properties were improved;vieat softening point was Respectively increased by l8.1℃
聚烯烃接支马来酸酐epdm-g-mah的熔点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:聚烯烃接支马来酸酐EPDM-G-MAH是一种特殊的聚合物材料,具有许多引人注目的特性和广泛的应用前景。
EPDM-G-MAH是由聚合物EPDM(乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸酯)和马来酸酐(MAH)接枝而成的。
马来酸酐在聚烯烃链上的接支改变了EPDM的化学结构,赋予了EPDM-G-MAH一些独特的性质。
EPDM是一种优异的弹性体,在高温、低温和各种化学物质环境下都有出色的耐久性和耐化学腐蚀性能。
EPDM-G-MAH通过接枝马来酸酐,不仅保留了EPDM的优异性能,还能在其表面引入一定量的极性马来酸酐功能基团。
这些功能基团使EPDM-G-MAH能够与其他材料和填料更好地相容,并提高了其在胶黏剂、橡胶制品和复合材料等领域的应用价值。
本文旨在研究EPDM-G-MAH的熔点特性及其对材料性能的影响。
熔点是聚合物溶解或熔化的温度,它直接影响着材料的加工性能和性能稳定性。
了解EPDM-G-MAH的熔点对于优化材料的加工过程、提高材料的耐热性能以及预测材料在复杂环境中的稳定性具有重要意义。
本文将首先介绍EPDM-G-MAH的特性,包括其导电性、热稳定性、机械性能和化学稳定性等方面的研究成果。
然后,将详细描述EPDM-G-MAH的制备方法,包括聚合反应、接枝反应和改性方法等。
接着,将对EPDM-G-MAH的熔点进行实验研究,并分析熔点与材料性能的关系。
最后,通过总结分析,得出本文的结论,并展望EPDM-G-MAH 在未来的应用前景。
通过对EPDM-G-MAH的熔点特性的深入研究,我们期望能够为该材料的合理设计和应用提供科学依据,为拓展其在工业领域的应用做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分可以描述文章的整体布局和主要内容,以引导读者了解文章的组织结构。
以下是可能的内容:文章结构:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下:1. 引言1.1 概述在这部分,将介绍聚烯烃接支马来酸酐EPDM-G-MAH的基本概念和相关背景知识。