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高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)由于非极性,表面能低,限制了它们的应用,在分子链上引入极性基团(或侧链),是扩大材料应用范围的有效途径之一。目前对聚烯烃材料进行官能化改性的方法主要有溶液接枝法、固相接枝法、熔融接枝法,但是这些方法各自存在着溶剂回收困难、产物接枝率低、交联副反应严重和反应单体不容易除去等缺点。悬浮接枝是由引发剂单体以液滴状在分散剂保护下悬浮于水相中的接枝过程,可以有效的控制降解、交联等副反应的发生,且产物中未反应的单体含量较少。本课题以马来酸酐(MAH)作为接枝单体,采用悬浮接枝法改性HDPE和PP,将高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)作为相容剂固化HDPE+乙烯-1-辛烯共聚物(POE)/环氧树脂(EP),提升HDPE+POE/EP共混物的力学性能;同时,将聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)制备成吸附纤维,与纯PP纤维相比吸附纤维的亲水性得到提高,使得水溶性物质易进入纤维内部;并利用羧基对金属离子吸附作用,快速去除水体中的金属离子,且不会对水体造成二次污染。主要内容与结论如下: 第一,采用悬浮法将极性的MAH接枝到HDPE分子链上,制备HDPE-g-MAH。研究了单体、引发剂和溶剂用量,反应时间,反应温度对接枝反应的影响,确定最佳工艺条件为:HDPE用量100g,MAH用量50g,TBPB用量6g,溶剂用量500mL,反应温度130℃,反应时间3.0h,得到的接枝产物经纯化后测得其接枝率为1.36%,凝胶含量为0.81%,对产物进行红外光谱分析可以断定MAH成功地接枝在HDPE分子链上;流动性能分析表明HDPE分子链上接枝MAH,使得分子间作用力增加,与纯HDPE相比熔融指数降低了8.86g/10min。热分析表明单体MAH接枝到HDPE后,HDPA分子链排列被破坏,规整度下降,使得分子链柔性变好,熔融熵变大,导致熔融温度比纯HDPE降低4℃。 第二,将HDPE-g-MAH作为相容剂固化HDPE+POE/EP体系,研究了相容剂对体系力学性能的影响,结果表明,相容剂加入后增加了材料的刚性,对弯曲强、拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率都有不同程度的提高,其中对冲击强度的影响最大;相容剂的加入同时也增加了材料的硬度,提高了材料抗形变的能力;通过电镜分析表征,证实了相容剂的加入,可以有效的减小EP的粒子尺寸半径,使粒子分布的更均匀,提高EP和基体之间的界面黏结。 第三,对PP熔喷专用料进行悬浮接枝改性,考查各种因素对接枝率反应的影响。实验得到PP、MAH、TBPB和溶剂用量分别为150g、75g、7g和600mL;反应温度130℃,反应时间4.0h,得到的接枝产物纯化后测得产物接枝率为1.38%。红外光谱分析表明,MAH成功的接枝到PP分子连上,流动性能分析表明,在接枝反应中PP发生了降解,但由于接枝单体中的MAH可以形成的氢键会增加分子链之间的相互作用力,导致熔体流动阻力增大,但PP的降解比分子间作用力对熔融指数的影响更大,使得接枝产物比纯PP熔融速率指数高69g/10min。热性能分析表明,PP接枝MAH后,尽管氢键使分子间的作用力增大,但由于MAH破坏了PP原有规整度,使得熔融熵变大,导致熔融温度比纯PP降低5℃。 第四,本文以悬浮法制得接枝率为1.38%的PP-g-MAH通过纺丝机制成吸附纤维,与纯PP制成的纤维对水中的铜离子进行吸附对比试验。考查了吸附时间、pH值对吸附量的影响,实验表明吸附时间160min,吸附纤维对铜离子吸附量达到平衡,在pH值为7时,吸附量达到最大值,初始浓度在5mg/L以内,对铜离子吸附效率较高,实验考察了不同浓度下吸附纤维对铜离子吸附量和吸附效率,并用吸附方程对实验结果进行了线性回归,结果表明吸附方程与实验值一致性较好,表明吸附纤维对铜离子主要是羧基的吸附作用。