超临界CO2协助聚丙烯接枝改性研究

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聚丙烯(PP)是应用较为广泛的一种热塑性通用塑料。聚丙烯具有密度小、加工成型性能优异、机械性能和耐热性较好,使聚丙烯在日常用品、建筑施工、包装领域都有着较为广泛的应用。但他是非极性材料,呈化学惰性,与其他极性材料、无机填料和增强纤维的相容性、亲和性较差,限制了进一步的推广和应用。为了克服PP的这些缺陷,最简单、最经济实用的方法是对PP进行接枝改性。本实验利用超临界CO2为溶胀剂及携带剂协助丙烯酸/马来酸酐/苯乙烯(AA/MAH/St)固相接枝改性PP。考察了超临界溶胀时间、压力及温度,单体及引发剂浓度,接枝反应温度及时间等对接枝过程的影响。得出了最佳的接枝条件:PP/单体/引发剂(10/0.6/0.03)在8MPa,41℃溶胀3h,之后在100℃反应2h接枝率可达8.49%。同时利用此方法对聚丙烯改性进行了放大处理,通过力学性能测定和傅里叶变换红外光谱(FTIR)、润湿角测定和熔体流动速率(MFR)表征分析表明单体接枝到PP颗粒上,产品的极性得到了改善。PP固相法接枝分别进行了单—单体(AA)、双单体(MAH/St)、三单体(AA/MAH/St)接枝反应。考察了反应时间、温度、引发剂用量、界面剂用量、投料量对接枝的影响。利用FTIR表征、润湿角测定,单体都已接枝到PP基体上,产品的极性有所提高。放大试验中采用了乙醚浸渍方法并对搅拌速率进行了考察,得出最佳的搅拌速率为90 r/min。通过FTIR表征、润湿角测定、MFR和力学性能的测试表明:接枝后PP的极性和力学性能都有很大的改善。
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