多孔聚乙烯水悬浮接枝聚合及其性能研究

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本文采用悬浮接枝方法在多孔聚乙烯上引入特殊官能团,研究的单体主要涉及到水溶性单体:丙烯酸(AA)和醋酸乙烯酯(VAc);油溶性单体:苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、甲基丙烯酸十三氟辛酯(G06B)以及两者的混合物。聚合条件是:以过氧化二苯甲酰为引发剂,水为悬浮介质,系统的研究了接枝条件对接枝率和接枝效率的影响。通过测孔隙率实验和聚乙烯的电镜图片证明,多孔聚乙烯孔隙率高,内外表面积大,是很好的接枝基体,通过实验证实在各条件最佳的情况下,AA接枝率为12%、VAc为4%、St为56%、MMA为58%,TFEMA为27%和G06B为52%。引发剂对接枝率和接枝效率的影响规律一致,引发剂含量高与一定值时,接枝率和接枝效率都下降;单体浓度升高,接枝率和接枝效率先升高后下降;反应温度升高,接枝率和接枝效率升高,高于90℃时,接枝率和接枝效率下降;反应时间高于2小时时,接枝率和接枝效率不再变化。水对油溶性单体影响很小,水溶性单体接枝率很低,主要是单体在水中溶解度大,大部分单体溶解在水中聚合成均聚物,在丙烯酸聚合物时在水中加入食盐,降低单体在水中的溶解度,其它相同条件下接枝率提高2.5%。通过红外、χ-射线光电子能谱(XPS)、接触角、DSC、拉伸和SEM测试方法表征接枝共聚物的性能。红外光谱证实了单体接枝到聚乙烯上,XPS表征了接枝共聚物膜表面含有的元素类型,PE-TFEMA制成膜厚的XPS能谱证实膜表面含有氟原子和氧原子。接触角主要是测定材料表面的疏水性,PE-TFEMA成膜后测接触角比聚乙烯提高25-30°。拉伸和冲击实验主要是测试材料的力学性能,可以根据其样条的断裂面SEM图推断性能的变化,PE-TFEMA样条拉伸实验证实,材料的拉伸强度提高,断裂伸长率下降,冲击断裂面的SEM图可以看出接枝率高时材料内部有许多不熔性颗粒存在。接枝共聚物的DSC图说明,随接枝率升高,结晶度下降,结晶温度向低温方向偏移。
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