聚丙烯(PP)具有较高的机械强度,且抗多种有机试剂及酸碱腐蚀,在工业生产和生活中有着广泛的应用;然而,分子链非极性、表面能低等缺点限制了它在某些领域上的应用。因此近些年来关于聚丙烯功能化方面的研究越来越广泛。常见的聚丙烯改性方法有固相接枝、熔融接枝和溶液接枝。其中,固相接枝改性是一种非常有效的方法,它既可以减少熔融接枝过程中聚合物降解造成的机械性能下降,又能避免溶液接枝过程中溶剂难回收而对环境产生的污染。本文主要利用固相接枝改性法在聚丙烯表面引入异氰酸酯活性基团,随后以此为前驱体进行后功能化改性研究,以得到具有某种特殊性能的聚丙烯材料。主要研究内容和研究结果如下所示:(1)以三乙基硼/氧气(Et3B/O2)为引发体系,在常温下将含有异氰酸酯活性官能团的极性单体3-异丙烯基-α,α′-二甲基苄基异氰酸酯(TMI)和具有稳定大分子自由基功效的苯乙烯(St)单体引入聚丙烯表面,得到接枝产物PP-g-TMI和PP-g-(TMI-t-St),并通过TMI上异氰酸酯(-NCO)和氨基(-NH2)之间反应所引起的质量增加率来计算TMI实际接枝率。对异氰酸酯改性聚丙烯进行表征分析,结果显示:异氰酸酯官能团成功接枝于聚丙烯表面,且接枝率随着反应时间和St引入量的增加而增加;同时,当TMI作为侧链引入后,原PP主链的排列规整度受到破坏,导致材料热稳定性有所下降。此外,当PP-g-TMI混入尼龙6/聚丙烯(PA6/PP)共混物中时,PP分散相颗粒明显变小且分布愈加均匀,这主要是由于PP-g-TMI可作为反应相容剂,在与PP相容的同时与尼龙也发生反应,从而提高了PP与PA6之间的界面作用力。(2)以PP-g-TMI为前驱体,利用二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)对其进行环三聚反应,得到表面覆有异氰脲酸酯层的聚丙烯材料,并研究表面直接受异氰脲酸酯层保护的材料热性能。通过对改性前后材料的表面结构与形貌、热性能及流变性能的表征,探索了温度、时间、MDI添加量以及水洗后处理等因素对三环聚改性产物的影响,结果表明PP表面生成了大块不规则异氰脲酸酯层;且产物热稳定性随着反应时间、温度和二异氰酸酯添加量的增加而略微增加;在经过水洗处理后,产物热稳定性也会略有增加。而振荡模式下流变测试结果则显示出三环聚后的储能模量、损耗模量及黏度都高于PP-g-TMI,且随着MDI添加量的增加而增加。(3)以PP-g-TMI为前驱体,利用多巴胺对PP无纺布进行亲水改性研究,并将其与PP无纺布直接在多巴胺溶液中浸渍沉积处理得到的产物进行性能对比。傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱测试结果表明改性后的PP无纺布表面的确生成聚多巴胺层(PDA)。其在不破坏无纺布原本透气性的情况下可提高材料亲水性和吸水性。热重、扫描电镜和振荡模式下的流变测试结果表明改性后的PP无纺布表面PDA负载量要明显多于直接沉积处理的改性PP无纺布且其表层更加均匀,层间作用力也更为稳定,这主要由于PDA层与PP表面之间存在化学键链接作用。