乙醚浸渍协助聚丙烯接枝马来酸酐的研究

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本文以乙醚作为浸渍溶胀剂,分别在常温常压状态下以及亚临界的状态下,溶胀PP并将单体携带插嵌至PP基体内部,移除溶胀剂,再对PP热引发进行自由基反应得到接枝产物。除了考察溶剂含量、单体浓度、粒径、溶胀温度和时间等因素对聚丙烯的溶胀度或单体插嵌量的影响外,还考察了单体和引发剂用量、反应时间和温度以及粒径等因素对接枝反应的影响,并对两种浸渍溶胀条件进行了对比,对接枝产物进行表征。研究表明常温常压乙醚和亚临界乙醚都可以溶胀PP并插嵌小分子进入PP微孔,消除了内扩散的影响,从而使接枝反应由传统固相接枝的扩散控制变成反应控制。采用常温常压乙醚浸渍溶胀协助PP固相接枝,在溶剂10 mL,单体量为PP的6%,溶胀温度为28℃,在溶胀时间为40 min时达到最大溶胀度12.50%,溶胀时间10 h时达到最大单体插嵌量1.26%;在最优溶胀条件下进行固相接枝,在引发剂BPO为0.3%(占PP质量百分数),单体MAH为6%(占PP质量百分数),反应温度为100℃,反应时间为2 h,PP粒径为10-12目时,得到最大接枝率1.05%,此时接枝效率为17.49%。采用亚临界乙醚浸渍溶胀协助PP固相接枝,在溶剂10 mL,单体量为PP总质量的8%,温度70℃,溶胀时间为30 min时得到最大溶胀度为13.69%,在溶胀时间2 h时达到最大的单体插嵌量为1.88%;在最优溶胀条件下,进行固相接枝反应,在引发剂BPO为0.3%(占PP质量百分数),反应温度为100℃,反应时间为2 h,PP粒径为10-12目,单体MAH为6%(占PP质量百分数)时的接枝率达到1.54%,此时接枝效率25.63%。对比发现亚临界乙醚相比常温常压乙醚具有更加优良的溶胀性和单体插嵌特性,亚临界乙醚浸渍的PP达到最优溶胀条件的时间更短,相同固相接枝条件下接枝率以及接枝效率更高。接枝产物利用傅里叶红外光谱,润湿角以及溶体流动速率的测定来分析表征,结果表明,单体均已成功接枝到PP基体上,接枝产物PP-g-MAH与原料PP相比水接触角明显降低,亚临界乙醚协助PP固相接枝对PP极性提高较大,有更好的热稳定性,并且MFR与样条外观更接近PP原料。
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