热氧老化对马来酸酐接枝聚丙烯的结构与性能的影响

以自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为研究对象,研究了PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料性能的影响以及热氧老化对PP-g-MAH分子结构和性能的影响。结果表明,自制的PP-g-MAH大幅度提高了30%玻纤增强聚丙烯材料的力学性能;随着热氧老化时间的延长,PP-g-MAH的MFR不断增加,对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能的提升作用不断降低;通过凝胶色谱仪(GPC)、红外光谱(IR)和马来酸酐(MAH)接枝率测定结果的分析,热氧老化过程没有对PP分子链接枝的马来酸酐产生明显的影响,而是引起了聚丙烯分子链的断裂,造成PP-g-MAH分子量下降,导致自身力学性能下降,使得PP与玻璃纤维之间的界面强度下降,使得PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能提升作用下降。

增容剂马来酸酐接枝聚丙烯接枝率的酸碱反滴定法测定误差分析

基于误差传递公式,对马来酸酐接枝聚丙烯(PP⁃g⁃MAH)接枝率的酸碱反滴定法测定建立了误差模型,讨论了取样量、HCl⁃异丙醇溶液浓度和接枝马来酸酐含量对接枝率测定误差的影响。实验室制备了PP⁃g⁃MAH,进行了红外光谱分析,分别以不同取样量、HCl⁃异丙醇溶液浓度对接枝物进行了接枝率测定;对比了不同马来酸酐含量PP⁃g⁃MAH的接枝率测定误差。结果表明,马来酸酐已接枝在PP分子链上;PP⁃g⁃MAH的沉析及对KOH的包裹效应是接枝率测定误差大、再现性差的主要原因;酸碱滴定溶液浓度减小、取样量增大可减小测定误差,HCl⁃异丙醇溶液浓度为0.01 mol/L时可取得最小测定误差;所制备PP⁃g⁃MAH在HCl⁃异丙醇溶液浓度为0.01 mol/L、取样量为0.2 g时,测定接枝率的相对标准偏差为32%;所建误差模型可用于优化PP⁃g⁃MAH接枝率测试条件,减小测定误差。

接枝共聚物对乙烯-乙烯醇共聚物/聚乙烯共混物结构及性能的影响

通过熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)/低密度聚乙烯(LDPE)共混物,再加入马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)用于促进EVOH的分散性。利用DSC、SEM、力学性能测试、阻隔性能测试等方法表征了共混物的结构及PE-g-MAH的加入对共混物性能的影响。实验结果表明,LDPE与EVOH不相容,EVOH以球形颗粒均匀分散在LDPE基体中,添加PE-g-MAH后可显著改善EVOH的分散性,大幅降低EVOH的结晶温度,进一步提高EVOH/LDPE共混物的强度及对一类萜类物质的阻隔性能。另外,当EVOH含量为10%(w)时,EVOH/LDPE共混物的阻隔性能相对纯LDPE有明显提升,之后进一步提高EVOH含量,阻隔性能变化不大。

氯化聚丙烯-马来酸酐接枝共聚物甲苯溶液表面张力的研究

为配合氯化聚丙烯-马来酸酐接枝共聚物(CPP-g-MAH)作为聚烯烃涂料配套底漆的研究,对CPP-g-MAH甲苯溶液的表面张力与浓度和接枝率的关系进行了系统研究。研究表明:CPP-g-MAH溶液表面张力与浓度和接枝率关系可拟合为同一族的指数方程,方程的基本形式为:γ=27.37exp(AC2±B C),常数A、B为与接枝率相关联的常数,该方程揭示了CPP-g-MAH溶液表面张力随浓度和接枝率的变化规律,同时发现体系的表面张力都是在最大浓度处发生突跃。

聚乙烯的添加对马来酸酐接枝聚丙烯制备及性能的影响

为提高反应挤出法制备的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)的接枝率,降低熔体流动速率(MFR)并改善其色泽,笔者采用高温流变仪、差示扫描量热仪、力学性能测试等方法研究了PP-g-MAH制备过程中三种聚乙烯(PE)的添加对产物接枝率、颜色、流动性能、结晶性能以及应用性能的影响。研究表明,高密度聚乙烯(PE-HD)、低密度聚乙烯(PE-LD)和线性低密度聚乙烯(PE-LLD)的加入,均在一定程度上提高了马来酸酐的接枝率,其中PE-HD的效果最优,PE-LD效果次之,PE-LLD则有一定负面影响;同时PE的加入也能改善产品的颜色,且加入量越高,颜色越浅;在流动性能方面,PE-LD的加入显著降低了产品的MFR,另两种PE则使得MFR先上升后下降,三种PE均降低了接枝产物的复数黏度,其中PE-HD的效果最明显;在结晶性能上,添加不同PE都能够提高接枝物的结晶性能,加入量越高,对结晶过程的促进作用越明显,其中PE-HD的提升效果最佳。此外研究结果显示添加PE-HD能够抑制聚丙烯β晶的生成。应用研究结果表明,加入制备的PP-g-MAH能够明显改善玻璃纤维与聚丙烯基体的相容性,从而大幅提高聚丙烯复合体系的力学性能。

非水滴定和傅立叶红外光谱在聚丙烯马来酸酐接枝物表征中的应用

采用非水滴定法中的无机碱直接滴定方法测定了马来酸酐在聚丙烯上的接枝率,并对该方法作了可行性验证,讨论了非水滴定中的两个难点化学计量比的确定和滴定终点的判断。通过傅立叶红外光谱法(FTIR)对聚丙烯马来酸酐接枝物的纯化效果、自由基引发反应对非水滴定的影响及聚丙烯接枝马来酸酐的反应机理作了定性分析,并结合非水滴定的数据绘制了红外定量校准曲线。

马来酸酐-苯乙烯多组分单体熔融接枝聚丙烯的机理研究

用单螺杆挤出机研究了马来酸酐 ( MAH) -苯乙烯 ( St)对聚丙烯 ( PP)的多组分单体自由基熔融接枝体系 .研究结果表明 ,用 St作共单体能够显著提高 MAH的接枝率 .讨论了 St用量、引发剂用量对接枝反应的影响 ,发现当两种单体物质的量比约为 1∶ 1时 ,接枝物的接枝率最高 ,熔体流动速率 ( MFR)也最大 .通过对反应机理的探讨 ,认为 St和 MAH的相互作用或反应在接枝反应中起到了重要的作用 .在自由基的作用下 ,St可与 MAH反应生成 St-MAH共聚物 ( SMA) ,该共聚物对 PP的接枝可大幅度提高 MAH的接枝率 .当两种单体的物质的量比约为 1∶ 1时 ,体系中的接枝反应主要以 SMA对 PP大分子自由基的接枝为主 ,因此接枝物的接枝率较高 .当 MAH单体用量多于 St单体时 ,一部分 MAH单体与 St反应生成 SMA,另一部分可直接与 PP大分子自由基进行接枝反应 ;当 St单体用量多于 MAH单体时 ,除与 MAH反应生成SMA之外的 St单体可先与 PP大分子自由基反应 ,并起到稳定 PP自由基的作用 ,这时接枝物的 MFR较小 ,亦即接枝物的

聚丙烯接枝马来酸酐及其离聚物的非等温结晶动力学

用 Ｄ Ｓ Ｃ 测定了固相接枝法制备的聚丙烯接枝马来酸酐（ Ｐ Ｐｇ Ｍ Ａ Ｈ） 及其３ 种５ 个离聚物在不同冷却速率的非等温结晶动力学．分析了结晶峰温（ Ｔｍａｘ） 、结晶起始温度（ Ｔ０） 、结晶峰的初始斜率（ Ｓｉ） 及结晶峰的半高宽（ Δｗ ） 等结晶峰参数；用 Ａｖｒａｍｉ 方程和综合了 Ａｖｒａｍｉ Ｏｚａｗａ 方程的方法处理非等温结晶动力学．对于全部样品在所有的冷却速率下， Ａｖｒａｍｉ 指数ｎ 值均在２５ ～２８ 之间，说明聚丙烯结晶行为没有改变；但同时发现接枝及离子化后，成核速率加快，晶粒分布变窄，结晶总速率增大，与等温结晶动力学得到的结论一致．

聚丙烯接枝马来酸酐及其离聚物的等温结晶行为

采用ＤＳＣ对马来酸酐接枝聚丙烯（ＰＰｇＭＡＨ）及其３种５个离聚物的等温结晶行为进行了研究，发现在相对结晶度２％～９０％的范围内符合Ａｖｒａｍｉ方程．马来酸酐的引入及离子化并不改变ＰＰ的结晶行为，但样品的结晶速率增大，同时结晶速率亦随中和度的提高而增大．从Ｈｏｆｍａｎ理论得到７个样品的垂直于晶核的界面自由能σｅ，其变化与Ａｖｒａｍｉ方程的结果是一致的．

紫外辐射引发聚丙烯接枝马来酸酐-苯乙烯的研究

将紫外辐射技术应用到本体接枝改性,成功制备了聚丙烯的马来酸酐-苯乙烯接枝物(PP-g-(MAH-co- St)),并用红外光谱对接枝物进行了表征。研究了紫外光辐照时间、单体及引发剂(BP)浓度等因素对接枝率及熔体流动速率的影响。结果显示,辐照时间为30 s时,接枝效果最佳。接枝率及熔体流动速率随BP含量的增加呈现先增加后降低的趋势,分别在BP用量为0.6 g/100g PP及0.4 g/100g PP时达到最佳值。MAH及St浓度对接枝率及熔体流动速率的影响与BP浓度的影响相似,其最佳用量为4 g/100 g PP。St的存在对接枝反应有明显的改善作用。接枝物的热性能分析显示,接枝PP的结晶及熔融温度都有所变化,说明接枝反应对PP的晶体形貌及尺寸有显著影响。

马来酸酐接枝聚丙烯增强碳纤维织物聚丙烯复合材料界面的研究

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)偶联剂对碳纤维织物(CFF)增强聚丙烯(PP)复合材料力学性能的影响以及CFF与基体的界面相互作用。采用模压成型工艺制备了一系列不同MAPP含量的CFF/PP复合材料层合板。扫描电镜观察断裂形貌发现,随着MAPP的加入,断口拔出的CFF中PP基体覆盖较多,CFF/PP界面脱黏较少。随着MAPP添加量的增加,界面黏结力得到改善。复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、冲击强度和层间剪切强度均显著提高2~10倍。当MAPP质量分数超过10%~15%后,力学性能趋于平稳然后下降。

1-十六烯对马来酸酐熔融接枝聚丙烯接枝行为的影响

采用Haake转矩流变仪制备了马来酸酐(MAH)和1-十六烯/MAH二单体熔融接枝聚丙烯(PP)体系,利用差示扫描量热仪和红外光谱分析了1-十六烯作为第二单体对MAH-g-PP接枝行为的影响。结果表明,纯MAH-g-PP体系接枝率只有0.68%,而当1-十六烯与MAH物质的量比为0.7时,接枝率达到最大值,达1.69%。接枝机理分析认为,1-十六烯作为第二单体与MAH共接枝PP时,可能与MAH发生烯反应,生成的反应物中1-十六烯部分与PP化学结构相近,使得反应物更容易接枝到PP上,从而显著提高了接枝率。

马来酸酐和苯乙烯接枝改性对天然橡胶/聚丙烯共混物物理机械性能的影响

用动态硫化法制备了天然橡胶(NR)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV)。研究了马来酸酐/苯乙烯/过氧化二异丙苯(MAH/St/DCP)多单体熔融接枝交联改性及纳米二氧化硅用量对NR/PP TPV物理机械性能的影响,讨论了NR/PP TPV的重复加工性能。结果表明,当MAH/St/DCP用量为3.750/1.875/0.375质量份、纳米二氧化硅用量为3质量份时,NR/PP TPV的物理机械性能最好,达到了国内外有关通用橡胶/PP TPV的水平,并且具有较好的重复加工性能。

聚丙烯—马来酸酐/聚己内酯三元接枝物的合成及其热分析研究

采用熔融法合成了聚丙烯—马来酸酐／聚己内酯（ＰＰ－ｇ－ＭＡＨ／ＰＣＬ）三元接枝共聚物。用富里叶红外光谱（ＦＴＩＲ）表征了接枝共聚物的化学结构，用峰高法测定了产物的接枝率。同时，考察了接枝反应时间和ＰＣＬ的分子量对接枝率的影响。并以示差扫描量热法（ＤＳＣ）对其热性能进行了分析。结果表明，ＰＣＬ的引入及其接枝率对ＰＰ－ｇ－ＭＡＨ的热性质有一定的影响，但分子量较低时将导致此接枝共聚物的结晶度和熔融温度进一步下降。

氯化聚丙烯及其马来酸酐接枝物的氯含量研究

通过氧瓶燃烧法测定的氯化聚丙烯及其马来酸酐接枝物的氯含量,可以对接枝反应机理和马来酸酐在接枝物中的存在状态进行估计。根据实验所测得的氯含量和接枝率(马来酸酐含量),可以求得接枝物的结构单元。根据结构单元可以计算接枝物结构单元的相对分子质量,这种方法要比用仪器法测定分子质量简单明确。

酸碱滴定法测定马来酸酐接枝聚丙烯接枝率精度的影响因素研究

研究了利用酸碱中和滴定法测定马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)中酸酐含量的测试方法,分析了取样量、二甲苯用量、溶解温度、溶解时间、滴定温度等因素对接枝率精度的影响,进而得到优化的试验方法。结果表明,当取样量为0.5000 g、二甲苯用量为100 mL、溶解温度为110℃、溶解时间为5 h、滴定温度为110℃时,接枝率的测试结果最理性,接枝率为1%,数据波动最小,测定最稳定,平行实验标准方差为0.83%。

聚乙烯醇/马来酸酐接枝聚丙烯共混物的热行为研究

采用熔融共混法制备了一种聚乙烯醇(PVA)/马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混物膜,通过差示扫描量热仪研究了共混物膜的结晶和熔融行为。结果表明,随着共混物中PP-g-MAH含量(不超过50%)的增加,PVA相的结晶和熔融温度升高,结晶度增加,结晶速率增加,而随着PVA含量(超过30%)的增加,PP-g-MAH的结晶及熔融温度降低,结晶度降低,结晶速率增加。用Ozawa法对共混物中PVA相的非等温结晶动力学研究表明,共混物中PVA相在191～197℃开始主期结晶,在173～189℃进入次期结晶阶段。

马来酸酐接枝聚丙烯共聚物的球晶径向生长速率和形态

本文用偏光显微镜和DSC研究了马来酸酐接枝聚丙烯共聚物的形态,球晶径向生长速率及结晶熔融行为。马来酸酐与聚丙烯在接枝共聚物中是部分互容的。按照相容性共混高聚物结晶动力学理论计算,Ⅲ区向Ⅱ区转变的温度为132℃,接枝共聚物的结晶平衡熔点为200℃,比全同聚丙烯的相应值低8℃。

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐的制备及其性能

为获得高质量的聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐(PHBV/PP-g-MAH)双组分材料,利用正交试验,采用不同熔融共混工艺参数制备了9种质量比为50∶50的PHBV/PP-g-MAH共混材料,优化正交工艺并研究其对共混材料的机械性能、相形态、结晶性能和热稳定性的影响.结果表明:PHBV/PP-g-MAH材料的优化共混工艺为共混温度180℃,螺杆转速40r/min,共混时间3min;在优化后的共混工艺条件下,PP-g-MAH分散相的数量平均半径和体积平均半径最小,分别为8.6μm和9.4μm,与力学性能分析结果吻合;在不同共混工艺参数下,PHBV/PP-g-MAH材料呈现不同的"海-岛"相分布,PHBV呈现不同的结晶度;当降温速率增大时,共混体系各组分结晶峰变宽,结晶温度减小,共混体系中PHBV的结晶温度明显提高;共混体系中PHBV的起始热分解温度达到了250℃,其热稳定性得到明显改善.

聚丙烯/玻璃纤维的界面改性研究(Ⅱ)聚丙烯-马来酸酐接枝共聚物的界面改性研究

研制高性能的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的关键是提高非极性的聚丙烯和极性的玻璃纤维的界面粘结强度。本文首次明确提出接枝率、熔融指数、结晶温度是影响聚丙烯 -马来酸酐接枝共聚物作为界面剂使用的关键因素 ,当接枝共聚物的接枝率高、熔融指数大、结晶温度与聚丙烯基体接近时 ,接枝共聚物有较好的界面改性效果 ,可以使用较少量的接枝共聚物使复合材料的力学性能得到最大程度的改善。