聚乙烯-聚丙烯嵌段共聚物的结构、性能与应用

通过核磁共振氢谱,差示扫描量热分析(DSC),广角X射线衍射(WAXD),小角X射线散射(SAXS)以及拉伸与冲击实验,研究了新型增容剂等规聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物(iPP-PE)的结构与性能,探究了iPP-PE嵌段共聚物增容无规共聚聚丙烯(PPR)/聚烯烃弹性体(POE)共混物对其力学性能的影响。结果表明,在iPP-PE中,两组分存在于材料中并且可以独立结晶。充分降温结晶条件下,两组分不发生相分离。从纳米结构的表征上来看,iPP-PE有一个平均的长周期,PP先于PE结晶。使用iPP-PE增容改性PPR与POE共混物,添加少量增容剂(5%),提高POE含量,断裂伸长率增大,增容剂可以改善共混体系的相容性。当样品中POE含量不变(10%),提高样品中增容剂的含量,断裂伸长率呈现上升趋势,共混物相容性更优异。添加增容剂与POE后,样品冲击强度变大,改善了PPR本身的脆性,引入增容剂可以增加POE含量来提高共混物韧性。

聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物的分子结构及性能的研究

本工作用核磁共振(^(13)C-NMR)、示差扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)等技术研究了将丙烯、乙烯单体两步分段共聚、预期为聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物的合成物(简称为聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物或嵌段共聚物)。结果表明,在嵌段共聚物中含有一定量的、能为正庚烷抽提出来的乙丙无规共聚物(EPR);分段共聚的产物并非预想的PP-b-PE两嵌段共聚物,而是含有多种组分的共混物;形态表征的结果表明了嵌段共聚物为多相体系,EPR和PE形成分散相以球形无规分布于PP基体中。

多段气相法制备聚乙烯-聚丙烯-无规乙丙共聚物原位合金

用高效球形Ziegler-Natta催化剂,通过多段气相聚合的方法制备了一系列聚乙烯-聚丙烯-无规乙丙共聚物(PE-PP-EPR)原位合金。该原位合金为粒径大且分布窄、流动性好、形貌好的球形颗粒,兼具很好的抗冲强度(不小于80.4kJ/m2)和很高的弯曲模量(不小于1.1139GPa),所设计的4段聚合工艺(丙烯预聚、乙烯均聚、丙烯均聚和乙丙共聚)能在较宽的范围内调节PE-PP-EPR原位合金的组成及其分布。实验发现,PE-PP-EPR原位合金的组成及其分布受乙烯和丙烯混合气压力以及乙烯和丙烯混合气组成的影响较大。合金的机械性能与合金的组成及其分布密切相关,而合金的组成及其分布直接受聚合条件的控制,所以聚合条件对合金的机械性能影响很大。

聚苯乙烯-聚丙烯酸嵌段共聚物胶束在临界温度下的有规聚集

用扫描电子显微镜对聚苯乙烯 b 聚丙烯酸 (PS b PAA)嵌段共聚物在水中自组装形貌进行了观察。结果表明 :外界环境和制样方法能够影响聚合物的自组装和聚集情况。 0℃时 ,PS38 b PAA2 10 胶束聚集形成纺锤状结构。而在临界条件下 ,缓慢改变体系冷冻 解冻循环次数 ,则会得到这些纺锤结构的花状聚集体。

苯乙烯-二元乙丙橡胶嵌段共聚物增韧聚丙烯

考察了苯乙烯-二元乙丙橡胶嵌段共聚物(SEP)和三元乙丙橡胶(EPDM)对聚丙烯(PP)的增韧作用。结果表明,SEP比EPDM具有更好的增韧效果。SEP以核-壳形态分布于PP基质中,有效地诱导PP基质产生银纹和剪切屈服,消耗大量的冲击能。SEP用量为10份时,PP/SEP共混材料的缺口冲击强度较纯PP的提高7～8倍,超过了20份EPDM增韧PP的效果,是一种新型的PP抗冲增韧改性剂。

新型茂钛催化剂合成聚乙烯-b-间规聚苯乙烯嵌段共聚物的研究Ⅱ.嵌段共聚物的分离及结构性能

将五甲基茂基三苄氧基钛 (Cp Ti(OBz) 3) 改性甲基铝氧烷 (mMAO)催化体系以顺序加料溶液法合成的乙烯与苯乙烯嵌段共聚反应产物进行沸丁酮、沸四氢呋喃 (THF)和沸氯仿等溶剂连续抽提分离 ,发现嵌段共聚物主要存在于THF和CHCl3的可溶级分中 ,嵌段共聚物的总含量占共聚产物的 2 2 8wt%～ 38 2wt% ,对THF和CHCl3可溶级分分别用 1 3C NMR、WAXD、DSC和GPC等手段进行表征 .1 3C NMR谱显示出含有支化聚乙烯链段和间规聚苯乙烯链段的嵌段共聚物特殊结构 ,WAXD谱表明嵌段共聚物因两链段的相互缠结使各自结晶度显著较低 ,由于嵌段共聚物苯乙烯链段较长、乙烯链段较短 ,DSC图谱只显示苯乙烯链段的结晶熔融峰 ,GPC曲线表明 ,单茂钛催化体系催化乙烯 苯乙烯嵌段共聚合的单一活性中心特征 .由此对Cp Ti(OBz) 3 mMAO催化体系的苯乙烯

无规聚1-丁烯及聚乙烯-聚1-丁烯两嵌段共聚物的合成与表征

通过一步或分步添加极性调节剂二哌啶乙烷,采用负离子聚合技术合成了1,2-结构质量分数大于98.5%的聚丁二烯及不同嵌段比的低乙烯基-高乙烯基嵌段聚丁二烯,然后使用镍系催化剂对其进行加氢反应,合成了无规聚1-丁烯和聚乙烯-聚1-丁烯两嵌段共聚物,并对聚合物进行了表征。结果表明,无规聚1-丁烯的无规化程度很高,玻璃化转变温度(Tg)为-24.5^-22.7℃;两嵌段共聚物在低温区出现了聚1-丁烯的Tg,而在高温区则出现了聚乙烯的熔融吸热峰,且随着聚乙烯嵌段含量的增加,Tg值略有升高,结晶度增大。

膨胀石墨改性氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/聚丙烯弹性体的制备与性能

分别采用膨胀石墨和纳米Fe3O4插层膨胀石墨改性氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)/聚丙烯(PP)弹性体材料,探讨了膨胀石墨用量及纳米Fe3O4插层复合膨胀石墨对弹性体拉伸性能、回弹性和导电性能的影响规律。结果表明,膨胀石墨的加入可有效提高SEBS/PP弹性体的回弹性和导电性能,当膨胀石墨用量为3.5份(质量)时,弹性体的回弹性最佳,表面电阻率最低,但其拉伸强度有所下降。采用纳米Fe3O4插层膨胀石墨改性SEBS/PP弹性体可有效改善其拉伸性能,并可进一步降低表面电阻率和体积电阻率。

聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物的合成与表征

利用 4 ,4 -偶氮二 [4 -氰基戊酰 (对 -二甲基氨基 )苯胺 ]( ACPDA)多官能团引发剂中的偶氮基团 ,先在 70℃分解引发甲基丙烯酸甲酯聚合 ,得到含有 N ,N -二甲苯胺端基的预聚物 ,它与过氧化苯甲酰组成氧化还原体系引发另一单体丙烯酰胺聚合 ,得到聚甲基丙烯酸甲酯 -聚丙烯酰胺嵌段共聚物 .产物用 IR、PGC、TG、DTA、SEM等技术作了表征 .所得产物具有嵌段共聚物的特征 。

茂钛催化剂苯乙烯/1-丁烯嵌段共聚物的合成与表征

用 η5 五甲基环戊二烯基三苄氧基钛 /改性甲基铝氧烷 (Cp Ti(OBz) 3/mMAO)催化剂对苯乙烯 / 1 丁烯嵌段共聚合进行了研究 .考察了外加三异丁基铝 (TIBA) ,1 丁烯预聚合时间及苯乙烯浓度对聚合结果的影响 .发现外加TIBA的量对催化活性的影响存在峰值 ,[TIBA]=2 6mmol/L时催化活性最大 ,达到 12 2kgP/gTih ;催化活性随 1 丁烯预聚时间延长而降低 ;苯乙烯的浓度较低时 ,催化活性随其浓度增大而增大 ,但当苯乙烯的浓度大于 4 18mol/L时 ,催化活性变化不明显 .对嵌段共聚物用丁酮 ,四氢呋喃和氯仿连续萃取分离 ,四氢呋喃和氯仿中的可溶级份是嵌段共聚物sPS b PB ,占共聚合产物的 2 1 0～ 41 3wt % .对嵌段共聚物用13C NMR ,DSC 。

聚丙烯酸－b－聚（4－乙烯基吡啶）阴阳离子嵌段共聚物的合成及自组装

通过原子转移自由基聚合（ATRP）合成了聚丙烯酸叔丁酯-b-聚（4-乙烯基吡啶）嵌段共聚物（PtBA60-b-P4VP50），并用核磁共振（1HNMR）、红外光谱（IR）和凝胶渗透色谱（GPC）封嵌段共聚物进行了表徵，确定了嵌段共聚物的结构。PtBA-b-P4VP在碱性条件下水解得到同时含有阴阳离子的新型嵌段共聚物（P4VP5-一b—P（Aa46-CO—tBA16）。通过激光光散射和透射电子显微镜等研究了PtBA60—b—P4VP50和P4VP50-b—P（Aa46-CO—tBA16）在选择性溶剂中的自组装行为，选择性溶剂的性质封自组装膠束的形态结构具有显着的影响。

磺酸钠基苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物离聚体的力学性能及其应用

由环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与NaHSO3开环反应合成了磺酸钠基SBS离聚体。研究了离聚体力学性能的影响因素、离聚体对SBS/氯醇橡胶(CHR)的增容作用、质量比对离聚体/聚丙烯(PP)共混物性能的影响。结果表明:硬脂酸锌能提高离聚体的力学性能;随着离聚体离子含量的增加,拉伸强度及扯断伸长率增加。加入少量离聚体,使离聚体/CHR共混物的力学性能提高,扫描电镜显示两者的相容性增加;离聚体与PP共混,在拉伸强度方面呈现协同效应。质量比各为1/1的离聚体增容SBS/CHR和离聚体/PP共混物的耐油性均较SBS大为改善。

苯乙烯-乙烯／丁烯嵌段共聚物的二维核磁方法

利用二维核磁方法对苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物的链段微结构进行了定性。利用普通一维1H和13C核磁得到了共聚物分子的基本结构信息;利用1H-1H-COSY二维核磁确定了共聚物中同核氢质子之间的偶合关系;利用13C-1H-HSQC和13C-1H-HMBC二维核磁确定了共聚物异核碳氢原子的单键相关性,明确了直接相连接的C-H化学位移,为微结构的确定提供了依据。归属了苯乙烯嵌段结构中的亚甲基和次甲基的化学位移;同时归属了乙烯-丁烯嵌段链段结构中的甲基、亚甲基和次甲基的化学位移,并确定了重复单元的链段结构状态。二维核磁方法可以得到很多在普通一维核磁中难以解析的信息。二维核磁是对苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物链结构定性的有效手段。

磷酸盐基(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)嵌段共聚物离聚体的结构、性能及应用

由环氧化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与磷酸氢二钠通过开环反应制备了含磷酸二钠基的SBS离聚体(PSBS),研究了PSBS的形态结构、混炼胶力学性能的影响因素、PSBS/聚丙烯(PP)共混物的力学性能以及PSBS对SBS/氯醚橡胶(CHR)共混物的增容作用。结果表明,磷酸盐基SBS离聚体呈大小不一、形状不规则的离子微区;当硬脂酸锌用量为PSBS质量分数的10%、离子基团含量为0.95mmol/g时,PSBS混炼胶的力学性能最佳,且呈现热塑性弹性体行为;PSBS与PP共混,其拉伸强度与组成呈现协同效应,且耐甲苯性提高;PSBS可作为SBS/CHR共混物的增容剂,其最佳质量分数为3%,离聚体的加入有助于改善共混物的耐油性和相容性。

等规-无规立体嵌段聚丙烯链增长机理

综述了各种催化剂催化丙烯聚合合成等规-无规嵌段聚丙烯的链增长机理,这些催化剂包括非桥联摇摆型茂金属催化剂、C1对称茂金属催化剂、C1对称和C2v对称双组分茂金属催化剂及后茂金属催化剂。

聚(偏氯乙烯-co-丙烯酸甲酯)-b-聚丙烯酸丁酯共聚物的合成和相态结构

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基乳液聚合法制备聚(偏氯乙烯-co-丙烯酸甲酯)-b-聚丙烯酸丁酯共聚物(P(VDC-co-MA)-b-PBA),并研究了不同组成嵌段共聚物的相态结构和热失重特征。发现以端基为2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸的聚丙烯酸-b-聚苯乙烯共聚物为大分子RAFT试剂和乳化剂,并加十六烷助乳化剂,可得到稳定的P(VDC-co-MA)共聚物和P(VDC-co-MA)-b-PBA共聚物乳液;随着大分子RAFT试剂浓度减小,共聚物的数均分子量增加,聚合具有可控特性。P(VDC-co-MA)-b-PBA共聚物溶液成膜和胶乳热成型膜均具有微相分离特征,随P(VDC-co-MA)/PBA摩尔比由11/1增加到2.2/1再到1/1,共聚物呈现从PBA粒状分散、PBA线条状分散、双连续分布的变化,并在热失重过程中出现分别对应于P(VDC-co-MA)共聚物和PBA的热失重温度区间。

两亲性温度及pH敏感性嵌段共聚物PMMA-b-(PAA-co-PNIPAM)的合成与表征

采用可逆加成断裂链转移自由基聚合方法,成功地制备了两亲嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸-co-聚异丙基丙烯酰胺(PMMA-b-(PAA-co-PNIPAM)。利用傅立叶红外光谱、核磁共振和透射电镜研究了共聚物的结构特征;用GPC测定了其分子量和分子量分布。透射电镜、激光粒度分析仪和动态光散射结果表明嵌段共聚物在水溶液中能够自组装形成直径为200nm的胶束颗粒。通过紫外-可见分光光度计和差示扫描量热法测得了不同pH值下嵌段共聚物的低临界溶解温度(LCST)。经过接枝后的嵌段共聚物的LCST比PNIPAM要高,且随着pH值的降低,聚合物的LCST随之降低。聚合物的LCST可以通过AA链段与NIPAM链段的比例、温度、pH值来控制。

PP-PE嵌段共聚物和PE弹性体共混物的结晶动力学

通过同步辐射小角散射的降温原位实验及拉伸实验,研究了聚丙烯(PP)-聚乙烯(PE)嵌段共聚物(PP-OBC)/聚烯烃弹性体(POE)共混物在降温过程中两组分的结晶行为与性能的关系。降温过程中,第一次散射信号的出现,散射矢量的右移对应PP产生结晶,出现新的散射信号,散射矢量第二次右移时对应PE结晶的产生。结果表明:POE中PE组分的加入使PP-OBC中PP的结晶温度降低,更多的PE组分对PE的结晶也有抑制作用;当共混体系中POE组分增多时,PP开始结晶时的长周期增大,PE开始结晶时的长周期减小;PP-OBC与POE兼容性良好,PPOBC/POE共混物的断裂伸长率显著高于两个纯组分,共混物的力学性能更好。

聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物增强PP/UHMWPE共混物

通过核磁共振碳谱、广角X射线衍射(WAXD)原位以及拉伸实验,研究了新型增容剂材料聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物(iPP-b-PE)的结构、组成与力学性能。使用iPP-b-PE增容熔喷聚丙烯(PP40)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE),探究iPP-b-PE材料对PP40/UHMWPE共混体系力学性能的影响,固定PP40与UHMWPE质量比为8∶2,其他条件不变,iPP-b-PE添加量从1%增至9%。结果表明:iPP-b-PE材料中PE和PP的物质的量比为6∶4,其断裂伸长率为2300%。iPP-b-PE增容剂的加入对共混体系的熔融指数影响不大,提升了共混物的断裂伸长率,使得PP与UHMWPE两相玻璃化转变温度相互靠近。iPP-b-PE增容剂可以改善PP与UHMWPE材料的相容性,提高共混物的韧性。

PP/EPDM/滑石粉复合材料的抗冲击性能以及添加PE-双嵌段共聚物的效果

研究了添加低密度聚乙烯嵌段-聚丙烯酸酯共聚物(PE-双嵌段)对含有乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物(EPDM)和滑石粉的聚丙烯(PP)三元复合材料冲击强度的影响。滑石粉表面用γ-环氧丙氧基三甲基硅烷(GPMS)进行处理,以增强滑石粉表面与所添加共聚物羧基官能团之间的相互作用。复合材料用双螺杆挤出机制备,当PE-双嵌段的含量达到3wt%时,PP/EPDM(5wt%)/滑石(30wt%)粉复合材料的冲击强度显著增加,大约可提高40%。