熱可逆交聯(lián)橡膠增韌聚丙烯的研究.pdf

1、聚丙烯作為五大通用塑料之一，具有質(zhì)輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良特性，在包裝、汽車等行業(yè)尤其是其作為生物材料的醫(yī)療行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，但聚丙烯是一種半結(jié)晶聚合物，較大的球晶使其抗沖擊性能較差，大大限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用，因此必須對(duì)聚丙烯進(jìn)行增韌改性以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。目前常用的增韌改性聚丙烯的方法是橡膠改性，但是橡膠改性聚丙烯增韌的同時(shí)也大大降低了聚丙烯的強(qiáng)度，因此需要找到一種聚丙烯改性的方法使其在韌性增加的同時(shí)減少?gòu)?qiáng)度的降低。本研究中使

2、用熱可逆交聯(lián)的橡膠對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，以期使橡膠在增韌聚丙烯的同時(shí)，通過橡膠的熱可逆交聯(lián)盡可能減少聚丙烯強(qiáng)度的降低，并保持良好的熱塑性。
　　本研究首先研究了雙環(huán)戊二烯二甲酸對(duì)不飽和橡膠的酯化交聯(lián)反應(yīng)，獲得具有雙環(huán)戊二烯基（-DCPD-）交聯(lián)橋鍵的交聯(lián)橡膠，-DCPD-結(jié)構(gòu)受熱發(fā)生逆Diels-Alder的解二聚反應(yīng)、降溫重新二聚，賦予交聯(lián)橡膠熱可逆交聯(lián)性。然后，用雙環(huán)戊二烯二甲酸交聯(lián)的EPDM/PB復(fù)合橡膠改性聚丙烯，研究所得改性

3、聚丙烯的力學(xué)性能和結(jié)晶性能。主要研究工作包括:
　　(1)不飽和橡膠酯化交聯(lián)催化劑及適宜工藝條件研究。利用雙環(huán)戊二烯二甲酸與不飽和橡膠順丁橡膠PB及其與三元乙丙橡膠EPDM的復(fù)合橡膠進(jìn)行原位酯化交聯(lián)，所用催化劑分別為鈰鹽催化劑和對(duì)甲苯磺酸催化劑。FT-IR測(cè)試、溶解性實(shí)驗(yàn)和重復(fù)性加工性測(cè)試表明，雙環(huán)戊二烯二甲酸與橡膠中的不飽和雙鍵成功發(fā)生了原位酯化反應(yīng)而交聯(lián)，酯化交聯(lián)適宜條件為對(duì)甲苯磺酸催化，175℃×60min反應(yīng)。
　　

4、(2)熱可逆交聯(lián)橡膠的填充補(bǔ)強(qiáng)。分別利用超細(xì)高嶺土和炭黑填充熱可逆交聯(lián)復(fù)合橡膠，考察了適宜原位酯化交聯(lián)條件下交聯(lián)產(chǎn)物的力學(xué)性能。拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，炭黑補(bǔ)強(qiáng)熱可逆交聯(lián)橡膠的拉伸強(qiáng)度是未補(bǔ)強(qiáng)交聯(lián)橡膠的2.6倍。
　　(3)用熱可逆交聯(lián)復(fù)合橡膠對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，分別研究了熱可逆交聯(lián)橡膠的交聯(lián)酯化交聯(lián)時(shí)機(jī)（預(yù)交聯(lián)條件或原位交聯(lián)）、橡膠用量、混煉條件等工藝條件對(duì)改性聚丙烯力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，熱可逆交聯(lián)復(fù)合橡膠改性聚丙烯的適宜條件是40

5、份于175℃×60min預(yù)交聯(lián)的復(fù)合橡膠，與100份聚丙烯在170℃下密煉10min。
　　(4)通過DSC測(cè)試和PLM測(cè)試，研究了熱可逆交聯(lián)橡膠改性聚丙烯的結(jié)晶特性。結(jié)果表明，熱可逆交聯(lián)橡膠的加入會(huì)降低聚丙烯的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度，同時(shí)使得聚丙烯球晶分布變寬。
　　(5)生物滅菌實(shí)驗(yàn)表明，滅菌過程對(duì)改性聚丙烯的拉伸強(qiáng)度無明顯影響，表明所得改性聚丙烯有望用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
　　本研究的熱可逆交聯(lián)橡膠具有重復(fù)加工性，可以實(shí)現(xiàn)