毕业论文《聚丙烯接枝反应》.docx

研究了用固相接枝法对聚丙烯(PP)进行三单体AA/MAH/St接枝改性技术由 于聚丙烯是非极性聚合物，其亲水性、染色性、粘接性以及与其它极性聚合物和 无机填料等的相容性都很差，很大程度上限制了聚丙烯的进一步推广应用接枝 改性是扩犬聚丙烯应用面的一种简单而又行之有效的方法本实验通过使用丙烯 酸(AA)、马来酸酉干(MAH)、苯乙烯(St)对接枝反应时间、反应温度、引发剂用 量、界面剂用量、单体用量对接枝率的影响进行研究，通过测定不同条件下产品 的接枝率，找出了影响接枝率的主要因索，对接枝工艺条件进行了优化实验对单体单接、双接、三接进行了研究，并且通过熔片、红外IR等方法对 接枝产物进行了表征，实验结果分析表明三单体接枝产物在性能上要优于其他两 种方法关键词：聚丙烯；固相接枝；改性；三单体AbstractThe three monomers AA/MAH/St grafting technology by solid-grafting method of polypropylene (PP) was researched in this paper.Because PP was non-polar, and its hydrophilicity, dyeability, adhesion were poor. Also, the compatibility with other polar polymers and inorganic fillers was weak・ Therefore, these shortcomings limited PP to further application largely. Appropriate polarity of the chain was introduced to molecular chain of PP, by using the reaction and the polarity of the chain not only improve their performance deficiencies but also add a new nature, so expanding the application by grafting Polypropylene is a simple and effective way. Acrylic acid (AA), maleic anhydride (MAH), styrene (St) were used in this experiment. By studying reaction time, temperature, initiator concentration, solvents and the amount of grafting monomer to measure grafting rate of product under the different conditions and identify the main factors of impaction of graft, the last optimizing graft process.Single-access, dual-access and the three were studied in laboratory, by melting tablets, infrared IR and other methods to characterize products of grafting experimental results show that tri-monomers graft product is better than others in performance.Key words： polypropylene;solid grafting; modification; tri-monomers第1章概述 11」聚丙烯简介 11.2聚丙烯接枝机理 21.3聚丙烯接枝改性方法 31.4聚丙烯固相接枝的影响因素 81.5固相聚丙烯接枝的应用 10第2章实验部分 122」实验原料及仪器 122.2实验步骤 132.3表征 14第3章结果与讨论 153.1单接时反应条件对接枝率的影响 153.2双单体时反应条件对接枝率的影响 193.3三单体时反应条件对接枝率的影响 193.4红外分析 27结论 29参考文献 24致谢 27第1章概述1.1聚丙烯简介聚丙烯(PP)是目前产量及用量仅次于聚乙烯(PE)的第二大塑料品种，近 年来全球PP生产能力已突破4000万吨。

自1957年PP实现工业化以来，PP已成 为通用热蜩性嫂料中历史最短、发展和增长却最快的蜩料詁种，其应用领域也日 益广泛，成为目前国民经济发展中不可或缺的材料Z-o由于PP具有优良的综合 性能和相对低廉的价格，同时又容易进行改性，因此PP新材料层出不穷，在汽车、 家电、工具设备、电子、建筑、计算机等行业上的用量日益扩大，引起了各大公 司研究和开发的热情，对PP各种改性的工艺、配方等技术发展起到了巨大的推动 作用聚丙烯,英文名称：Polypropylene,简称：PP聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而 得到的高分子化合物，由于其原料丰富，合成工艺比较简单与其他通用热 塑性塑料相比，具有比重小，价格低，成型加工容易，其拉伸强度，层服强 度，表面駛度及弹性模量较优异等特点，广泛用于汽车、化工、电器、仪表 和包装等行业聚丙烯(PP)按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规 聚内烯三种甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排 列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间 规聚丙烯一般生产的聚丙烯树脂小，等规结构的含量为95%,其余为无规 或间规聚丙烯工业产品以等规物为主要成分。

另外，聚丙烯也包扌舌丙烯与 少量乙烯的共聚物在内聚丙烯通常为半透明无色固体，无臭无毒由于其 结构规整而高度结品化，故熔点高达167C,耐热，制品可用蒸汽消毒是英 主要优点密度为0.90g/cm\是最轻的通用塑料，耐腐蚀，抗张强度30MPa, 强度、刚性和透明性都比聚乙烯好聚丙烯具有良好的屯性能和高频绝缘性 不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化，只适于制作一般机械零件， 耐腐蚀零件和绝缘零件，但可分别通过改性和添加抗氧剂加以克服常见的 酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具近年来聚丙烯发展迅速，成为塑料中产量增长最快的品种，但聚丙烯也存在 易老化，耐温性差，成型，低温脆性及与其它极性聚合物和无机填料等的和容性 都很差，另外，由于PP又是非极性聚合物，其亲水性、染色性、粘接性也很差, 这些缺点很大程度上限制了 PP的进一步推广应用随着塑料橡胶等高分子新型材 料工业技术日趋发展，为了长期使用并扩大范围须对聚丙烯蜩料进行改性，以达 到使其增强，增韧等口的1.2聚丙烯接枝机理PP固相改性主要包括以下过程：（1）PP固体粉末的加热升温，单体和过氧化物 在PP中的扩散和吸附；（2）引发剂受热分解产生初级自由基，PP由于自由基反应1佃 改性；（3）反应的完成和剩余改性剂的移去，其中（2）为反应的关键，其基元反应的 历程比较公认的是Rengarajan的解释⑴。

引发剂首先受热分解产生初级自曲基，通 过脱氢反应夺取PP长链上的叔碳氢，形成PP大分子自由基，接枝单体与PP大分子 口由基反应生成接枝产物，此接枝产物可进一步发生降解反应PP大分了 口由基 也可发生B断链反应，降解的PP大分子自由基还可进行解聚、链转移、链终止、接 枝等基元反应1.2.1自由基固相接枝聚合机理不同于其他接枝聚合的方法，I占I相接枝聚合发生在被接枝单休和界面剂所溶 胀的聚内烯表层，更准确地说是发生在聚丙烯表层的非晶相区域固和接枝聚合 温度一般在100〜140C,在此温度下聚丙烯仍然为固相，大分子链段之间相互缠结, 链段不能在整个大分子内部自由迁移，而只能在其附近作微弱的振动和伸缩运动, 因此在接枝聚合过程中大分了口由基不易发生双基偶合或双基歧化终止，口由基 终止主要是大分了口由基的单基终止基于这一假设，獪晓力等心提出了相应的门 由基固相接枝聚合机理，基元反应如下1链引发R ••i-M —> RMR •斗P T P +RHP T PM2链增长PM •卄M T PMn + 1RM •wM T RMn +13链转移PMn + 1 •呼 P T PMn + I + PRMn +1 ••i-P —> RMn + 1 + PPMn + 1 ―PMn + 1 + MRMn + 1 —> RMn + I + M4链终止PMn + 1* —> PMn + 1RMn + 1* —RMn + 11.2.2多单体接枝的反应机理（引发剂引发）（单体引发） （人分了引发）（接枝引发）（接枝增长）（单体均聚增长）（接枝链口由基向聚合物转移）（均聚链白由基向聚合物转移）（接枝链自山基向单体链转移）（均聚链白由基向单体链转移）（接枝链自由基单慕终止）（均聚链自山基单基终止）o Sun Yi-junb］和从总体上讲，多单体熔融接枝反应遵循自由基共聚的机理Cartier（4W人分别研究了含有GMA、St和过氧化物引发剂的PP熔融接枝体系，认为它们遵循图1・2所示的反应机理。

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1.3聚丙烯接枝改性方法聚丙烯改性包括物理改性和化学改性两大类，化学改性则包括共聚、接枝、 交联等幺其中接枝改性以其独特的优点而备受关注，它是通过在聚丙烯直链上接 枝具有功能性基团的单体，使其含有带有功能性基团的长侧链，是既改善功能性 乂改善机械性能的一种改性方法目前聚内烯接枝改性的主要方法有：熔融接枝、 溶液接枝、悬浮接枝法、辐射接枝改性法、单体直接共聚反应法、超临界C02法 和固相接枝法这些方法中固相接枝以其独特的优点而备受关注1.3.1熔融接枝熔融接枝法，即所谓的“反应挤出法”，是指在PP的熔点以上(180〜230C)将 PP、接枝单体、引发剂和其他添加剂在少量分散剂的帮助下均匀的混合，在一定 条件下熔融挤出或在密炼机中完成反应，得到接枝产物熔融接枝由于其操作简 便经济、成本低、无需回收溶剂、产物无需后处理以及适合连续工业化生产而成 为目前釆用的主要方法但由于熔融过程中的。