長鏈支化聚丙烯的制備及性能研究.pdf

1、在普通線形等規(guī)聚丙烯中引入長鏈支化結(jié)構(gòu)可以有效地提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度，解決聚丙烯熱成型時(shí)易引起容器壁厚不均，擠出涂布壓延時(shí)常出現(xiàn)邊沿卷曲、收縮，擠出發(fā)泡時(shí)泡孔塌陷等問題，其應(yīng)用前景十分廣闊。本研究利用轉(zhuǎn)矩流變儀為反應(yīng)器，采用后反應(yīng)加工的方法通過聚丙烯的熔融自由基支化反應(yīng)制備了具有長鏈支化結(jié)構(gòu)的聚丙烯，得到的結(jié)果如下：
　　（1）通過改變反應(yīng)溫度、引發(fā)劑種類和用量、自由基調(diào)控劑種類和用量及接枝單體種類和用量，考察了不同加工工藝和物料

2、配比對改性PP產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明，過高的反應(yīng)溫度會(huì)促進(jìn)PP的交聯(lián)和降解，不利于支化反應(yīng)的進(jìn)行，而溫度過低則不利于PP的熔融，以180℃左右為宜；不同半衰期的引發(fā)劑對PP支化反應(yīng)的影響不同，過氧化二異丙苯（DCP）和2,5-二甲基-2,5-雙（叔丁基過氧基）己烷（DHBP）能更好地與體系中的自由基活性調(diào)控劑配合，使反應(yīng)過程更易調(diào)控，而半衰期較短的過氧化苯甲酰（BPO）則不適宜用于引發(fā)PP的熔融支化反應(yīng)；引發(fā)劑過量會(huì)導(dǎo)致PP

3、的降解，使PP的熔融指數(shù)升高，熔體強(qiáng)度降低，DCP以0.05phr為宜，DHBP則選擇0.1phr；不同取代基和不同中心原子的二硫代氨基甲酸鹽對體系自由基活性的調(diào)控作用有所差異，取代基較小活性較高的二甲基二硫代氨基甲酸鋅（ZDMC）對反應(yīng)的調(diào)控效果較好，其用量需控制在合適的范圍內(nèi)，與相應(yīng)的引發(fā)劑匹配；不同官能度的接枝單體對PP支化產(chǎn)物的支化點(diǎn)密度和支鏈長度影響不同，隨著接枝單體官能度的增加，PP的支化水平逐漸提高，支鏈的“多重性”愈加明

4、顯；增加接枝單體的用量能提高PP產(chǎn)物的抗熔垂性，但過量的單體容易引起凝膠的產(chǎn)生。
　?。?）以PP的轉(zhuǎn)矩-時(shí)間曲線為參照，在不同反應(yīng)時(shí)間點(diǎn)分別取樣分析，考察了反應(yīng)時(shí)間對改性PP產(chǎn)物熔體結(jié)構(gòu)和熔體特性的影響。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，PP的分子鏈結(jié)構(gòu)從線形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹ЩY(jié)構(gòu)，其各項(xiàng)流變參數(shù)如儲(chǔ)能模量（G′）、復(fù)數(shù)粘度（η*）、損耗角（δ）等都有較大變化。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第二轉(zhuǎn)矩峰峰頂時(shí)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到最佳：末端 G′的斜率值從純

5、 PP的1.38降到了0.44，η*ω=0.01rad·s-1從純PP的15039.8 Pa·s增大到60338.4 Pa·s，且在δ-ω曲線呈現(xiàn)出一段類似橡膠平臺的區(qū)域；各改性PP的Cole-Cole圖均偏離了半圓形，表明長支鏈的引入改變了PP的松弛機(jī)制。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，PP逐漸從線形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橹ЩY(jié)構(gòu)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到第二轉(zhuǎn)矩峰峰頂時(shí)，能形成“疏而長”的支鏈結(jié)構(gòu)，而當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，PP主鏈和支鏈降解，最終則會(huì)形成“密而短”的支鏈結(jié)構(gòu)。<

6、br>　?。?）對制備的長鏈支化聚丙烯進(jìn)行了擠出發(fā)泡和宏觀性能測試。測試結(jié)果表明，與線形純PP相比，改性PP具有更強(qiáng)的出口脹大效應(yīng)，其發(fā)泡樣品的平均寬度較寬（51.78mm），平均厚度（12.32mm）也比純PP發(fā)泡樣品的厚度大，發(fā)泡倍率較高，密度較小（0.084g·cm-3），且發(fā)泡過程中無氣體逸出，表面泡孔無破裂現(xiàn)象，其泡孔形貌較為規(guī)整，呈現(xiàn)出一定的“蜂窩狀”結(jié)構(gòu)。改性PP的拉伸強(qiáng)度與線形純PP相比提高了18.2％，彎曲強(qiáng)度提高了7