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聚丙烯是一种综合性能优良的通用塑料,由于其分子链呈线性链结构,在熔融状态下,没有应变硬化效应,其熔体强度低和耐熔垂性能差,使其在成型时受到很多的限制,而且对于一般的常用的方法也表现出许多的缺陷,如热成型时易出现制品壁厚不均,挤出、涂布、压延时出现边缘卷曲、收缩,发泡成型时泡孔易于塌陷等问题。论文基于提高聚丙烯材料熔体强度的目的,采用常用聚丙烯树脂通过反应挤出法,制备具有长支链结构的高熔体强度聚丙烯。
反应挤出法主要是经过两步工艺过程:(1)聚丙烯与马来酸酐熔融接枝制备聚丙烯马来酸酐接枝物;(2)聚丙烯马来酸酐接枝物与环氧树脂反应,使支链增长,从而获得具有长支链结构的聚丙烯。实验结果表明,环氧树脂与聚丙烯马来酸酐接枝物反应,增长了聚丙烯分子链的支链,获得了高熔体强度的聚丙烯。
探讨了环氧树脂的用量与种类对熔体流动速率、熔体强度和熔垂性能的影响,结果表明,环氧树脂的加入,很大的降低了体系熔体流动速率,提高了熔体强度和抗熔垂性能,当环氧树脂含量为5%时,具有较好的综合性能;同时在E44、LER350、LER550三种环氧树脂中,环氧LER350能够使体系产生较长的柔性支链,从而具有最高的熔体强度。
红外研究表明环氧树脂上环氧基团已经与接枝物上的马来酸酐发生反应,增长了体系的支链;流变性能研究表明长支链提高了体系的非牛顿性和剪切变稀性,增大了体系的粘流活化能,同时通过流变数据分析计算得出体系的长支链指数小于10%;DSC分析表明,长支链在体系中起成核剂的作用,提高了聚丙烯的结晶温度,但分子链的缠结阻碍了链段的运动,降低了结晶速率,因而结晶度没有太大的变化;力学测试表明:随着环氧树脂含量的增加,聚丙烯的拉伸强度先呈快速上升后缓慢下降,而冲击性能先快速下降后缓慢上升。通过DMA测定长支链聚丙烯的T-E曲线,结果表明经过长支链化的聚丙烯低温下E值明显低于普通聚丙烯,但高温下其E值和普通聚丙烯E值接近。