聚烯烃改性研究

合集下载

关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究

关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究

关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究摘要随着当今社会的快速发展和科学技术的不断进步,高分子材料在工农业中应用的比重也在不断增加,并得到了广泛的应用。

由于塑料是高分子材料发展的重要内容之一,PP在使用过程中,不仅应该具有较高的强度,也应该有良好的韧性。

因此对通用大品种树脂聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。

关键词聚烯烃;聚丙烯;聚乙烯;共混改性前言众所周知,PP和PE是重要的通用大品种树脂,聚丙烯(PP)具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,但脆性和低温抗冲击性能差。

聚乙烯(PE)具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点,但耐热性差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。

因此聚丙烯和聚乙烯的改性研究已经成为目前高分子材料科学研究的重点,本文主要对聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)的共混改性进行研究与探讨。

1 聚烯烃概述1.1 聚丙烯聚丙烯(即)是非常重要的廉价通用高分子材料,它具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点,广泛用于薄膜、管材、板材、注射产品及中空制品中。

聚丙烯相对低的价格和适宜的特性提高了它的市场效能,不仅用做其他材料的替代物,而且也不断地开发出一些新的应用[1]。

1.2 聚乙烯聚乙烯工艺化已有60多年的歷史,聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。

其应用已深入到国民经济的各个部门和人们的日常生活中。

历经半个多世纪的开发,现在已能生产各种类型和品级的聚乙烯树脂,可以做成不同形式、不同用途的系列制品。

在满足最终用途的前提下,与其他聚合物和非聚合物材料相比,聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的市场竞争力,已发展成生产量大、用途宽广的最重要的一类通用树脂。

2 聚烯烃(聚丙烯,聚乙烯)共混改性方法2.1 塑料增韧PP采用塑料类作为PP增韧改性的改性剂,不仅可以达到增韧的目的,而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善,且价格低廉。

聚烯烃锂电隔膜表面改性技术研究进展

聚烯烃锂电隔膜表面改性技术研究进展

3【参考文献】[1]蒋蓓蓓,杨建军,吴庆云,等.UV 固化水性聚氨酯概述及最新研究进展[J].涂料工业,2010,40(2): 66-69.[2]孙家娣,陈卫东,刘雪锋.紫外光固化涂料的研究进展[J].现代涂料与涂装,2019,22(5): 23-26,52.[3]宋文迪.紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究[D].北京:北京化工大学,2018.[4]陆银秋,吴培龙,陈建国,等.紫外光固化涂料及其研究进展[J].信息记录材料,2018,19(12): 18-19.[5]卓民权,韦少平,阮恒,等.紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的研究进展[J].化工技术与开发,2019,48(3): 35-39.[6]WITTER F M. Radiation-Curable Powder Coatings[J]. Europe Coatings,1996(3): 115-117.[7]唐二军,姚蒙蒙,郭晓峰,等.水性环氧丙烯酸酯乳液涂层成膜性能[J].化工学报,2018,69(S1): 143-147.[8]张亚军.水溶性UV 环氧丙烯酸酯预聚物的研究与制备[D].河北:河北工业大学,2013.[9]邹啸虎.丙烯酸酯改性环氧树脂乳液的合成及性能研究[D].湖北工业大学硕士论文,2018.[10]何明俊,胡孝勇,柯勇.有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的研究进展[J].中国胶粘剂,2016,25(10): 55-58.[11]张文君,张海召,杨永登,等.新型水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能[J].涂料工业,2016,46(8): 58-63.[12]DECKER C, MASSON F, SCHWALM R. Weathering resistance of waterbased UV-cured polyurethane-acrylate coatings[J]. Polymer Degradation and Stability,2004,83(2).[13]陈志康,马腾飞,苏嘉辉,等.聚醚型环氧改性UV 水性聚氨酯的制备及表征[J].化工新型材料,2019,47(6): 121-125.[14]岳鑫,张瑞霞.紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及性能研究[J].现代涂料与涂装,2014,17(6): 5-9.[15]黄萍.水性高固体份及双重固化紫外光涂料[D].广州:华南理工大学,2012.[16]王黎,闫福安.羟基型水性聚酯-丙烯酸树脂杂化体的合成研究[J].中国涂料,2019,34(4): 40-45.[17]宁春花,陈钦越,雍寒羽,等.UV 固化超支化聚酯丙烯酸酯的合成及其固化性能[J].涂料工业,2018,48(3): 23-27.[18]沈明月,张子才,贺丹丹,等.影响水性UV 木器涂料性能的因素探讨[J].中国涂料,2016,31(6): 27-33.[19]王鹏,陈传印,罗文兴.LED 冷光源固化水性UV 涂料的探索与研究[J].中国涂料,2017,32(5): 46-49,66.[20]WISNIEWSKA M, CHIBOWSKI S, URBAN T. Adsorption and thermodynamic properties of the alumina-polyacrylic acid [J]. Colloid Interface Sci, 2009,334(2): 146-152.[21]曾国屏,王刚,张军,等.UV LED 固化水性UV 涂料的研究进展[J].涂层与防护,2019,40(3): 24-30.基金项目:河北省创新创业训练项目(S201910104007,S201910104004,S201910104006,X201910104038,S202010104005,S202010104007, S2020101040010);教育部高教司产学合作协同育人项目(201801071001);邢台市科技局科技计划项目(2018ZC031,2018ZC227,2019ZC007,2019ZX07,2019ZZ023);河北省高等学校科学研究项目(ZD2018311, ZD2020417);中央引导地方科技发展基金项目(206Z1402G)。

聚烯烃化学接枝改性方法的研究进展

聚烯烃化学接枝改性方法的研究进展
维普资讯
杭州 化工
20 .7 2 07 3 ( )
聚烯烃化学接枝改性方法 的研究进 展
龚 春 锁 , 巧 宾 刘
( 天津科技大学材料科 学与化 学工程学院, 天津 305 ) 047
摘要: 接枝 改性是聚烯烃功能化的一种重要手段 , 在赋 予聚烯烃各种官能团方面是一种相 '有效的 3 - 方 法。本 文综述 了聚烯 烃化 学接 枝 改性 方法 的研 究进 展 , 讨 论 了接枝 改性机 理 和 一 些重 要 的控 并
进行 化学 接枝 改性 , 其进行 接枝 极性单 体 , 其 对 使 极性 化 , 用 极性 基 团的极性 和 反应性 , 善其 性 利 改
自由基的反应性, 由于立构位阻, 次甲基 自由基反 应性 低 于亚 甲基 自由基 。综合 考 虑 以上结 果 , 可 以知 道亚 甲基 含 量 高 的聚 烯 烃 其 接枝 更 容 易 , 接
制 接枝 过程 的 因素 。 关 键词 : 烯 烃 ; 学接枝 ; 聚 化 接枝 改性 ; 接枝 机理 聚烯 烃作 为通 用塑 料 , 以产量 大 、 用 面广 以 应 浓度 、 单体 种类 与浓度 等 。大 量研 究 表 明 , 枝 位 接 置与 下列 因素 有关 :1 碳 氢 脱 除 的容 易 程 度 , () 次 甲基 氢 >亚 甲基氢 >甲基 氢 ;2 碳氢 的数量 ;3 () ()
产生聚烯烃 自由基。偶氮型引发剂脱氢能力低于 有机过氧化物型引发剂。在不存在反应单体时, 甲基 与亚 甲基脱氢后 , 向于交联 , 甲基脱氢 倾 次 后, 由于立构位阻而倾 向于裂解。因此在过氧化 物引发剂 的存在下, 聚烯烃 的接枝反应往往伴随
着 副反应 的发 生 , 且与 聚合 物种 类有 关 。P P容 易
表14种pp化学接枝方法的特点项目溶液接枝法熔融接枝法固相接枝法悬浮接枝法原料状态宏观特点常用单体反应温度反应时间溶剂用量副反应后处理脱单体生产方式生产成苓环境保护粉末颗粒粉末颗粒粉末粉末均相整体改性蕊霉酬入丙烯酸湍涨揪甘糍瓣姒aa长大于lh短约l嘶曲无少量无或少量多较少较少非均相整体改性非均相局部改性非均相局部改性删等油酯gmast苯乙烯等苯乙烯等

聚烯烃表面改性对润湿性影响的研究进展

聚烯烃表面改性对润湿性影响的研究进展

S M 和 AF 来 检 测 Ar等 离 子 体 对 E M P P表 面 的润 湿 性 、表 面 化 学 成 分 和
表 面 形态 的影 响 。研 究 结 果 表 明 ,未
显 微 镜 (E 分 析 可 以 发现 ,经过 一 S M)
湿 性 提 高 ,然 而 , 由于 等 离子 体 改 性 润 湿 性 的 不 稳 定性 ,接 触 角 减t, i lf 第 l 五 天 ,之后 开 始 恢复 ,稳 步上 升 。
乙 二 醇 的 接 触 角 从 8 . 。 减 小 到 05
8 . 。极 性 分 量 和总 表 面 能增 加 。光 01 接 枝 后 ,C P薄 膜表 面 产 生 了 大量 的 P
1 。 。结 果 表 明 ,这 些薄 膜 的表 面 的 6
极 性 随 着 功 能 化 聚 合 物 的 增 加 而 增
C. 一K.J n u g等 [ 常 温 下 采 用 4 1 在 O 等 离 子 体 法 , 时 间 在 30 0 s内 ,功
个 大 气压 氦气 /空 气 D D处 理 过 后 , B
等 离 子 体 作 用 对 样 品 表 面 有 刻 蚀 作 用 ,氦 气 /空 气 DB 等离 子 体 中的 D
. - _ _ _ — 憎 _— —r0 z 广 0,o c _ . _ _ . _ — 暑—| 工 o o 、 刀 ● . lm
文 综 述 了常 用 的表 面 改 性 方 法对 聚 烯
烃 润 湿 性 影 响 的研 究进 展 。
N. n i a E cn s等 [ 了 提 高 HDP 5 1 为 E、 L E、P DP P的表 面 润 湿 性 ,采 用 常压 等 离子 体 方 法对 它们 进 行 了处 理 。用
独 立 因 素 , 分 别 是 射 频 功 率 、压 强 、

聚乙烯改性研究进展

聚乙烯改性研究进展
第 3 卷第 3 2 期
21 0 0年 O 3月








Vo . 2 No 3 13 .
Ma . r 2 O O1
J W u a I s 。 Te h . hn nt c.
文 章 编 号 : 6 4—2 6 ( 0 0 0 17 8 9 2 1 ) 3—0 3 0 1—0 6
唐进 伟等 _ 利用 固相 法 在线 性 低 密 度 聚 乙烯 3
( L E) 接 枝 MA, 到 了 接 枝 率 为 1 ~ L DP 上 得 %
2 4 , 胶 含 量 小 于 4 的 I P —— A. . 凝 % D E gM I
于逢 源 等[ 采 用 多组 分 单 体 熔 融接 枝 法 , 4 以 甲基 丙烯 酸 缩 水 甘 油 酯 和 苯 乙 烯 作 为 接 枝 单 体 ,
鲁建 民等 研究 了粉末 态 高 密 度 聚 乙烯 的 辐 射 效应 、 多 种 单体 的 固态 辐 射 接 枝行 为 及其 表 与 征, 并将 其应 用于 聚 乙烯 粉末 涂 料 , 附着 力 和柔 其
韧 性得 到显著 改善. Ek o i 6 用光接枝 的方法 将 A 接枝 到 lh l 等_采 d A 聚 乙烯上 , 改性后 的 P E薄膜 具有 良好 的粘 结性.
0 引 言
聚 乙烯 ( E 质 优 、 廉 、 得 , 用 途 十分 广 P ) 价 易 且
苯 为溶 剂 , 行 了丙 烯 酸与 低 密度 聚 乙烯 ( D E 进 L P )
的溶 液 接枝 聚 合 . 乙烯 接 枝 了丙 烯 酸后 与铝 的 聚 粘 结强 度显著 增 大 , 当接 枝 率 为 7 2 时 , 离强 . 剥

聚烯烃的改性技术进展

聚烯烃的改性技术进展

聚烯烃的改性技术进展【摘要】聚烯烃材料具有原料来源丰富、价格低廉、加工成型方便、综合性能好等许多优点,已经成为目前市面上产量最大、应用最广的一类高分子材料。

然而聚烯烃材料本身所存在的耐热性能差、加工尺寸精度差、易老化等缺陷严重影响了应用领域的拓展,为了改善这些不足,对聚烯烃材料进行改性备受关注。

对聚烯烃进行改性的常用方法可分为填充改性、共混改性、形态控制改性、界面相容化改性几大类。

【关键词】导热塑料;国内外;研究进展1 填充改性技术的研究进展填充改性具有效果明显、工艺简单、成本低等优点,是工业上最常用的塑料改性方法。

能当作填充改性填料的物质必须满足一些基本条件[1]:耐热性好,加工过程不分解而损害材料使用性能;分散性好,加入后不过多损害加工性能;不与基体材料发生不良化学反应;在成型后的制品中不会发生表面析出;价格便宜,来源丰富等。

填充改性按填充物种类可分为无机填充和有机填充两类。

无机填充改性指在材料中添加无机填料。

常被用做无机填料改性聚烯烃材料的主要有:氧化物类;氢氧化物类;碳酸盐类;硫酸盐类;碳素;硅酸盐。

有机填充改性是在材料中添加有机填料物质。

常被用作有机填料填充聚烯烃的主要有:天然纤维素纤维类、有机合成纤维类以及有机阻燃剂类等。

其中用天然有机木粉填充聚烯烃材料制备的木塑复合材料是目前许多国家致力于工业化的一个热点,这类复合材料综合了植物纤维和聚烯烃塑料二者的优点,能有效地缓解过度开发而引发的资源贫乏、木材短缺等问题,是一种资源节约型、环境友好型的复合材料[2]。

除此之外,目前一些国内外学者也致力于开发一些有机-无机杂化填充的聚烯烃复合材料,以在成本和性能等方面求得平衡。

如Mohanty [3]等人通过熔融挤出制备了一种剑麻纤维和玻璃纤维杂化增强的PP复合材料,最终得到一种成本低廉、综合性能很好的有机-无机纤维杂化增强PP材料。

2 共混改性技术的研究进展共混改性是在树脂基体中混入一种或多种其他高分子物质,因此共混物也被称为聚合物合金。

《交联和共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究》

《交联和共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究》

《交联和共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究》交联与共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究一、引言聚烯烃弹性体(POE)以其优异的弹性、柔韧性和良好的加工性能,在汽车、电子、包装、建筑等多个领域得到了广泛应用。

然而,为了满足日益增长的应用需求和性能要求,对POE的改性研究显得尤为重要。

本文将重点探讨交联和共混改性两种方法在聚烯烃弹性体(POE)中的应用及其对性能的影响。

二、交联改性聚烯烃弹性体(POE)交联改性是一种通过化学或物理方法在聚合物分子链之间形成交联点,从而提高材料性能的技术。

在聚烯烃弹性体(POE)中,交联改性可以有效地提高其力学性能、热稳定性和耐候性。

1. 交联改性的方法交联改性可以通过化学交联和物理交联两种方式实现。

化学交联主要通过添加交联剂,使聚合物分子链之间形成化学键;而物理交联则主要通过控制聚合物的结晶度和分子链的排列来实现。

2. 交联改性的影响交联改性可以显著提高POE的拉伸强度、撕裂强度和耐热性能。

同时,交联还可以改善POE的加工性能,使其在高温下仍能保持良好的弹性。

然而,过度的交联可能导致材料变脆,因此需要控制好交联程度。

三、共混改性聚烯烃弹性体(POE)共混改性是将两种或多种聚合物、添加剂或填料进行混合,以改善材料的性能。

在聚烯烃弹性体(POE)中,共混改性可以引入其他聚合物的优点,从而提高其综合性能。

1. 共混改性的方法共混改性可以通过熔融共混、溶液共混和乳液共混等方式实现。

熔融共混是一种常用的方法,将不同性质的聚合物在高温下熔融混合,然后进行冷却和固化。

2. 共混改性的影响共混改性可以改善POE的加工性能、力学性能、耐热性能和阻燃性能等。

例如,通过与橡胶、塑料等其他聚合物的共混,可以改善POE的硬度、强度和耐磨性能。

此外,添加适量的添加剂和填料还可以提高POE的阻燃性能和耐候性能。

四、结论交联和共混改性是提高聚烯烃弹性体(POE)性能的有效方法。

交联改性可以显著提高POE的力学性能和耐热性能,而共混改性则可以引入其他聚合物的优点,从而改善POE的综合性能。

PP材料增强增韧改性研究进展

PP材料增强增韧改性研究进展

PP材料增强增韧改性研究进展PP材料是一种具有广泛应用前景的塑料材料,具有物理化学性质稳定、机械性能优良、加工性好等优点。

然而,PP材料的缺点是比较容易破裂、硬度低,抗冲击性较差,不适用于承受大力的场合。

为了从根本上解决这些问题,研究人员开展了PP材料增强增韧改性方面的研究,在增强改性方面取得了较大进展。

本文将从PP材料的增强增韧改性入手,对研究进展进行浅谈。

一、PP材料增韧方法1、增加韧性剂增加韧性剂是增加PP材料韧性的一种常见方法。

其中,硅橡胶、聚烯烃弹性体、碳纤维和玻璃纤维等都是常见的韧性剂。

硅橡胶和聚烯烃弹性体具有良好的弹性和韧性,能够有效提高PP材料的抗冲击性;碳纤维和玻璃纤维具有高强度和高模量特点,能够增加PP材料的强度和硬度。

2、添加增强剂添加增强剂是增加PP材料强度的一种方法。

其中,玻璃纤维、碳纤维等都是常见的增强剂。

这些增强剂的加入能够有效提高PP材料的抗拉强度、抗压强度等力学性能。

3、融合增韧融合增韧是将增韧和增强两种材料融合在一起,使得两种材料共同发挥作用的一种方法。

例如,将玻璃纤维和聚烯烃弹性体融合在一起形成复合材料,可以同时增加PP材料的强度和韧性。

二、PP材料增强改性技术1、制备纳米复合材料纳米复合材料是由纳米材料和基体材料组成的复合材料。

将纳米材料与PP材料复合,可以有效提高PP材料的机械性能、电学性能等。

例如,将纳米SiO2与PP材料复合可以提高PP材料的硬度和强度。

2、离子掺杂离子掺杂是将离子直接掺入PP材料中,从而使其具有特殊的化学和物理性质的一种方法。

通过离子掺杂,可以改变PP材料的分子结构和表面性质,提高其化学稳定性、抗热性等性能。

3、化学改性化学改性是通过化学反应改变PP材料的结构,从而提高其性能的一种方法。

例如,将PP材料与氧气进行氧化反应,可以提高其耐热性和抗氧化性能,使其能够适用于高温环境下使用。

三、未来研究方向虽然目前在PP材料增强增韧改性方面已经取得了较大进展,但仍存在一些问题需要进一步研究。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

二、聚烯烃改性1、聚乙烯改性(1)国际上现用少量高密度聚乙烯掺入到低密度聚乙烯中以达到防止或减少封拈效果。

(2)加入少量(0.05~0.1%)油酸胺化物,可大为减少薄膜封粘。

如果加入0.5~2%的聚丙烯,可提高其透明度(3)用二氧化硅、碳素、粘土、碳酸钙,甚至一些工业废渣作为填充剂,填充量可达1:1,虽增强刚性,但抗张强度、延伸率、抗裂强度却有所下降,然而脆性化温度有所提高。

(4)以交联剂交联改性,为目前欧美研完的一种聚乙烯聚联改性新方法。

交联工艺有下列几种:A、有机过氧化物交联厂B、叠氦化物交联C、放射线交联D、热交联F、烷硅交联,H、发泡交联。

(5)光氯化聚乙烯薄膜生产已经工业化,其可分为二种光氯化方法(①日本采用光氯化照射室方法,即将聚乙烯薄膜在照射室内二面用氯气与之接触,并在一面用紫外线照射,这样氯原子不断扩散,紫外线也溅射到薄膜上,即使不直接接触光的面,同样得以光氯化。

②利用透过室方法,即将聚乙烯薄膜在透过室内,在绝对抽真空情况下一面用光照射,仅只有一面与氯气接触,并在同一面用紫外线进行光照。

除上述两种光氯化方法外,若二面同时用紫外线照射,效果更佳。

经光氯化改性的聚乙烯薄膜,改变其表面不活泼而难于印刷的问题,不需进行表面处理即可印刷。

聚丙烯改性聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一,由于其原料来源丰富、价格便宜、易于成型加工、产品综合性能优良,用途非常广泛,已成为发展最快的塑料品种之一。

但PP也存在一些不足,最大缺点是耐寒性差,低温易脆裂;其次是收缩率大,抗蠕变性差,容易产生翘曲变形。

与传统工程塑料相比,PP还存在耐候性差,涂饰、着色和黏合等二次加工性能差,与其他极性聚合物和无机填料的相容性差等缺陷,从而限制了其应用范围。

PP的高性能化、工程化、功能化是目前改性PP的主要研究方向。

PP改性可分为化学改性和物理改性。

化学改性主要指共聚、接枝、交联等,通过改变P的分子结构以达到改性目的。

物理改性主要包括共混、填充、复合填强、表面改性等,通过改变PP的分子聚集态结构,以达到改善材料性能的目的。

1 PP的化学改性结构决定性能。

高分子材料的基本特征是其结构的多层性,每一层结构的改变,都为材料性能的改进提供可能。

PP的化学改性是指通过化学方法改变其分子链上的原子或原子团的种类及组合方式,从而对材料的聚集态或组织态结构产生影响,改变材料性能。

因此通过化学改性可以得到具有不同性能的新材料。

共聚改性是采用高效催化剂在聚合阶段进行的改性。

采用乙烯、苯乙烯和丙烯单体进行交替共聚,或在PP主链上进行嵌段共聚,或进行无规共聚。

如在PP主链上,嵌段共聚2%~3%的乙烯单体,可制得乙丙共聚橡胶,它具有PE和PP两者的优点,可耐-30℃的低温冲击。

将丙烯、乙烯混合在一起聚合,其聚合物主链中无规则地分布着丙烯和乙烯链段,乙烯则起着阻止聚合物结晶的作用。

当乙烯含量达到20% 时,结晶则很困难,达到30% 时就呈完全无定形状态,成为无规共聚物,其特点是结晶度低,透明性好,冲击强度大。

将丙烯均聚后,再与乙烯进行共聚,可获得丙烯、乙烯橡胶和乙烯组成的嵌段共聚物,其中乙丙橡胶在丙烯和乙烯相间起着相容剂的作用,控制三相比例,可获得刚性、冲击性能均衡的共聚物。

常用的生产丙烯共聚物的方法有两种,一种是将茂金属催化剂应用于PP嵌段共聚。

另一种是改进的Ziegler-Natta高效催化剂用于PP的共聚。

1.2 接枝改性对PP进行接枝改性,在其分子链上引入适当极性的支链,利用支链的极性和反应性,改善其性能上的不足,同时增加新的性质。

因此接枝改性是扩大PP应用范围的一种简单易行的方法。

PP接枝的方法主要有溶液接枝法、熔融接枝法、固相接枝法和悬浮接枝法等。

溶液接枝是将PP溶解在合适的溶剂中,然后以一定的方式引发单体接枝。

引发的方法可采用自由基、氧化或高能辐射等方法,但以自由基方法居多。

溶液接枝的反应温度较低(100~140℃),副反应少,接枝率高,大分子降解程度小,操作简单。

熔融接枝是在PP熔点以上,将单体和PP一起熔融,并在引发剂作用下进行接枝反应。

该方法所用接枝单体的沸点较高,比较适宜的单体是马来酸酐及其酯类,丙烯酸及其酯类也可用于接枝PP。

接枝反应以自由基机理进行。

固相接枝的发展历史不长,是一种比较新的接枝反应技术。

反应时将聚合物固体与适量的单体混合,在较低温度下(100~120℃)用引发剂接枝共聚。

根据所接枝的PP形态可分为薄膜接枝、纤维接枝和粉末接枝。

悬浮接枝是将PP粉粒与单体一起在水相中进行反应。

反应前通常在较低温度下使聚合物和单体接触一定时间,而后升温进行反应[2]通过对PP进行接枝改性,提高了PP与其他聚合物的相容性,并改变PP的分子结构,使其染色性、黏结性、抗静电性、力学性能得到改善1.3 交联改性20世纪80年代初,随着汽车工业的发展,对PP的耐热性能提出了更高的要求。

将PP的热变形温度提高到100℃,仅靠机械共混的办法是难以达到的,而交联是比较有效的途径之一。

交联改性可分为辐射交联和化学交联。

其主要区别在于引起交联反应活性源的生成机理不同。

PP分子链在辐射或有机过氧化物作用下生成自由基,进一步分解或发生交联反应。

PP分子结构的特点,决定了其比其他聚烯烃更易于交联。

PP吸收100eV的能量,交联数(Gcr)为0.6,而分解数(Gde)为1.1,因而PP的大分子自由基优先起分解反应。

辐射法交联需要使用昂贵的设备,其被照射物的厚度又有限制,因此用辐射法交联PP是很困难的。

用过氧化物进行化学交联也相当困难,必须添加交联助剂,这种交联是与加工成型同时完成的[3]近年来,一些国家的研究部门开发了PP的二步法交联技术,有较高的实用价值,如图1所示。

交联过程是用带有烯类双键的三官能团的有机硅烷在少量过氧化物的存在下,与PP在挤出机中熔融共混完成接枝反应(或者与丙烯单体共聚),然后在水的作用下,硅烷水解成硅醇,经缩合脱水而交联。

该技术的关键是在接枝反应时必须严格控制,防止PP降解。

1.4 表面改性聚合物材料存在大量的表面和界面问题。

如表面的黏结、耐蚀、染色、吸附、耐老化、润滑、硬度、电阻以及对力学性能的影响等。

为了改善PP的表面性质,通常需要解决以下几个问题:(1)在PP分子链上引入极性基团;(2)提高材料的表面能;(3)提高材料的表面粗糙度;(4)消除制品表面的弱边界层。

PP的表面改性方法通常可分为化学改性和物理改性。

化学改性是指用化学试剂处理PP 材料表面,使其表面性质得到改善的方法。

化学改性包括:酸洗、碱洗、过氧化物或臭氧处理等。

物理改性是指用物理技术处理PP材料表面,使其表面性质得到改善的方法。

物理改性目前应用最为广泛,包括等离子体表面处理、光辐射处理、火焰处理、涂覆处理和加入表面改性剂等2 PP的物理改性物理改性是在PP基体中加入其他无机材料、有机材料或一些有特殊功能的添加助剂,经过混合、混炼而制得具有优异性能的PP复合材料。

物理改性大致分为:填充改性、增强改性、共混改性、功能改性等。

2.1 填充改性对PP进行填充改性的填充剂种类繁多,可按多种方法进行分类。

按化学成分,可分为有机填充剂和无机填充剂两大类。

常用的无机填料有:云母粉、碳酸钙、滑石粉、硅灰石、炭黑、石膏、赤泥、立德粉、硫酸钡等,常用的有机填料有:木粉、稻壳粉、花生壳粉等。

填充剂按形状分,有粉状、粒状、片状、纤维状等。

(1)采用碳酸钙作为填充剂,不仅可以降低产品成本,还可改善塑料制品性能。

在PP中添加碳酸钙可以提高其刚度、硬度、耐热性、尺寸稳定性,适宜添加的碳酸钙粒度为3µm左右,用量一般为30%~40%。

(2)陶土又称高岭土,作为塑料填料,陶土具有优良的电绝缘性能,可用于制造各种电线包皮。

在PP中,陶土可用作结晶成核剂,改善材料的结晶均匀程度,提高制品透明性。

陶土还具有一定的阻燃作用,可用作辅助阻燃改性。

(3)滑石粉作为填料,可提高塑料制品的刚性、硬度、阻燃性能、电绝缘性能、尺寸稳定性,并具有润滑作用。

填充20%~40%滑石粉的PP复合材料,不论是在室温还是在高温下,片状构型滑石粉的显著效果是提高PP的模量,而拉伸强度基本保持不变,冲击强度降低也不大。

(4)云母粉经偶联剂等表面处理后易于与PP混合,加工性能良好。

云母可提高PP的模量、耐热性,减少蠕变,防止制品翘曲,降低成型收缩率2.2 增强改性用于制作增强复合材料的增强剂主要是纤维。

纤维的种类很少,主要品种有玻璃纤维、碳纤维、涤纶纤维,此外还有尼龙、聚酯纤维以及硼纤维、晶须等。

玻璃纤维增强PP复合材料可分为物理结合型与化学结合型两大类。

物理结合型玻璃纤维增强PP复合材料仅由PP与玻璃纤维之间的机械黏结力而得到较小的补强效果;化学结合型玻璃纤维增强PP由于在PP与玻璃纤维之间形成了坚固的化学和机械结合,因此效果显著,是目前玻璃纤维增强PP的主要发展方向。

用碳纤维增强PP与用玻璃纤维增强PP比较具有力学性能好、在湿态下的力学性能保留率好、导热系数大、导电性好、蠕变小、耐磨性好等优点,用量不断增长。

为此,人们正在不断研究和开发碳纤维增强树脂。

2.3 共混改性共混改性是指两种或两种以上聚合物材料无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀且力学、热学、光学及其他性能得到改善的新材料的过程。

当前PP共混改性技术发展的主要特点是采用相容剂技术和反应性共混技术,在大幅度提高PP耐冲击性的同时,又使共混材料具有较高的拉伸强度和弯曲强度。

相容剂在共混体系中可以改善两相界面黏结状况,有利于实现微观多相体系的稳定,而宏观上是均匀的结构状态。

反应型相容剂除具有一般相容剂的功效外,还能在共混过程中通过自身相容效果,显著提高共混材料性能。

在加工成型过程中,用弹性体改性PP提高了耐寒性,但降低了拉伸强度和耐热性,并且提高了成本。

为了提高增韧PP的硬度、热变形温度及尺寸稳定性,可用偶联剂活化的填料或增强材料进行补强。

用经偶联剂处理的玻璃纤维增强PP在强度和耐热性等方面有很大提高,可代替昂贵的工程塑料。

随着反应挤出技术的不断发展和完善,国外更多地利用挤出机进行就地增容共混。

应用反应挤出技术进行就地增容共混,能有效地降低聚合物与PP间的界面张力,提高其黏结强度,聚合物在PP基体中的分散效果更好,相态结构更趋于稳定。

这不仅大大拓宽了PP 的应用范围,而且所制备的接枝物可用作PP与极性高聚物共混的相容剂。

因此,反应挤出共混技术将成为今后PP改性广泛采用的有效方法[4]。

1)共混改性聚丙烯用途虽然很广,但存在着耐低温性能差,容易脆裂,成型收缩率大,易燃烧,难以染色等缺点。

如果将聚丙烯与少量聚乙烯进行共混改性,那末其在低温下仍有较好的耐冲击性能、较高的软化点、刚性和耐腐蚀性。

2)填充聚丙烯不加填充料虽可在100℃温度下使用,但要在此温度下提高其刚性,并且具有良好的耐化学性和低吸湿性,只有通过采用添加粉状和纤维状的填充料,才能改进聚丙烯的刚性。

相关文档
最新文档