科技論壇甲基丙烯酸固相接枝聚丙烯及增容的研究邵建萍潘明(黑龍江省鶴崗弘大管業(yè)有限公司,黑龍江鶴崗154100)摘要:本文系統(tǒng)研究了甲基丙烯酸(MAA)接枝聚丙烯的固相反應(yīng)工藝,探討了各因素對(duì)枝率的影響。在氪氣保護(hù)下,于105-120攝氏度范圍內(nèi),MAA和P進(jìn)行固相接枝反應(yīng),最佳反應(yīng)條件為PP20g,MAA2.5ml,BPO占單體量1.5%,反應(yīng)時(shí)間25hr,反應(yīng)溫度115攝氏度。所制備的 PP-g-MAA能改善PP與高嶺土兩相相客性及其復(fù)合材料的性能。關(guān)鍵詞:甲基丙烯酸;聚丙烯;固相接枝1概述由表1可知隨著單體濃度增加,接枝率相應(yīng)由低到高在1.5ml聚丙烯是五大通用塑料之一,應(yīng)用范圍極其廣泛,具有物理機(jī)時(shí)為最低,到25ml時(shí)接枝率為最大值。隨著單體量繼續(xù)增加,接枝械性能優(yōu)異,成型加工容易,比重小,耐化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良,耐熱,電絕率反而下降。緣優(yōu)異,耐抗彎曲等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于化工、電器包裝等行業(yè)。表3溫度影響PP具有優(yōu)良的耐熱性,化學(xué)穩(wěn)定性、電性能和機(jī)械性能。它的缺點(diǎn)低溫脆性抗沖擊強(qiáng)度差,成型收縮串大,在很大程度上限制溫度/反應(yīng)時(shí)間25h單體量2.5m1BP01.5%甲苯1.5m1了PP的應(yīng)用范圍。為此人們做了大量的性能改進(jìn)工作,如共混改接枝率/%9.5110.5812.3711.22性,增充改性等,以達(dá)到使其增強(qiáng)增韌等目的2實(shí)驗(yàn)部分表4反應(yīng)時(shí)間影響21儀器及設(shè)備反應(yīng)時(shí)間2.5h單體量2.5mlBP01.5%甲苯1.5m1磨口四頸瓶、氮?dú)馄?、索氏抽提?紅外光譜儀PE983;45T壓力成型機(jī),上海第一橡膠機(jī)械廠;混煉機(jī),福建永春輕工機(jī)械廠;接力時(shí)間/h接枝率/%11.22測(cè)試機(jī)XL-100A型,廣州試驗(yàn)儀器廠;沖擊試驗(yàn)機(jī),XCJ-40型。22主要藥品3.2BPO用量影響聚丙烯巴陵石化公司;甲基丙烯酸(AR);過氧化苯甲酰(AR),由表2可知接枝率隨引發(fā)劑用量增加而逐漸升高,在1.0%時(shí)經(jīng)氯仿,甲醇重結(jié)晶,提純丙酮(CP);甲苯(CP);二甲苯(CP)。為最低,升高到1.5%時(shí)為最大值超過1.5%,接枝率反而下降。這是23實(shí)驗(yàn)步驟由于引發(fā)劑在引發(fā)單體接枝反應(yīng)的同時(shí),也引發(fā)單體的均聚反應(yīng),從磨口四頸瓶的瓶口分別裝入攪拌棒、球型冷凝管、通氮導(dǎo)管、當(dāng)引發(fā)劑超過一定用量后,單體均聚率超過接枝率,所以引發(fā)接枝溫度計(jì),加入20克PP,加MAA、BPO甲苯攪拌均勻,通人氮?dú)?加率下降選15%的引發(fā)劑用量最宜熱升溫至一定時(shí)間反應(yīng)停止,冷卻至凍樣品,置于索式抽提器中用33溫度的影響丙酮抽取12小時(shí),洗支接枝產(chǎn)物中未反應(yīng)完全的單體及密膠劑取由表3可知反應(yīng)溫度在前期升高可使接枝率相應(yīng)提高超過凍產(chǎn)物在60-70攝氏度烘箱內(nèi)烘干,得PP-g-MAA產(chǎn)物定值接枝率反而下降。這是由于溫度的升高,同時(shí)提高接枝反應(yīng)與24接枝率測(cè)定單體均聚反應(yīng)的幾率,當(dāng)溫度超過115℃時(shí),無助于接枝率的提高,接枝率采用端基滴定法準(zhǔn)確稱取抽提后產(chǎn)品2g,在二甲苯中反而引起單體均聚加劇,所以接枝率反而下降,選擇5℃為最佳溫回流半小時(shí),放涼后,加入30 MLKOH-乙醇溶液再回流15min,停止度。加熱,趁熱用HCI-異丙醇溶液進(jìn)行滴定,中和剩余的堿測(cè)得消耗34反應(yīng)時(shí)間的影響量,計(jì)算接枝率:接枝率;C(N1-N2-N0MW-(N-N2-NOMk×由表4可知接枝率隨反應(yīng)時(shí)間的增加由低到高,至25h時(shí)接100%枝率最高,隨時(shí)間增加接枝率反而下降。因反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng),甲苯揮發(fā)式中:N1-KOH當(dāng)量數(shù)程度增加,無助于溶脹作用,甲基丙烯酸析出,導(dǎo)致接枝率下降。所NO-空白實(shí)驗(yàn)消耗HCI值以選25h為最佳反應(yīng)時(shí)間。N2-HCI當(dāng)量數(shù)35沖擊測(cè)試M-單體摩爾質(zhì)量對(duì)純PP及加入 PP-g-MAA樣品進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)定,結(jié)果見表W-稱取接枝產(chǎn)物量25結(jié)構(gòu)測(cè)定表5將接枝反應(yīng)產(chǎn)物和純PP,分別于丙酮中抽提12小時(shí),烘干取出分別置于兩層薄膜中用熱壓機(jī)壓模,將制成的薄膜用紅外光譜儀PP/gPP-g-MAA/g高嶺土/g沖擊強(qiáng)度×10°NM測(cè)定,根據(jù)特征峰對(duì)接枝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行表征。0.043討論355(11.22%)0.008單體量、BPO量溫度、時(shí)間對(duì)接枝的程度都有一定影響請(qǐng)見由以上表可知PP-g-MAA的加入可提高復(fù)合材料的抗沖擊強(qiáng)下表。度,抗沖擊值明顯高于純PP與高嶺土混合樣品。表1單體量影響4結(jié)論反應(yīng)溫度120℃反應(yīng)時(shí)間2.5hB1.5%甲苯1.5nl基丙烯酸固相接枝聚丙烯在反應(yīng)溫度115℃,反應(yīng)時(shí)間2.5h,MA量/m1單體MAA用量25ml,BPO占單體用量13%時(shí),能達(dá)到最高接枝率接枝率/%為12.37%由紅外光譜分析可證實(shí)經(jīng)過接枝反應(yīng)得到了PPg-MA接枝表2BPO用量影響反應(yīng)溫度120℃反應(yīng)時(shí)間2.5h單體量2知l甲苯1聚丙烯接中國(guó)煤化工,提高聚丙烯與高嶺BPO占單體量%2.5土間的相互結(jié)3.0HCNMHG接枝率/%31單體量的影響