功能性低聚物的设计合成及其在聚丙烯尼龙6共混体系中的应用

《功能性低聚物的设计合成及其在聚丙烯尼龙6共混体系中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要功能性低聚物的设计合成及其在聚丙烯／尼龙6共混体系中的应用如何提高共混组分间的相容性是聚丙烯(PP)共混改性的关键，以功能化聚丙烯作为共混改性的反应性增容剂是当前普遍采用的增容技术。传统的以过氧化物为引发剂、以小分子单体为接枝物的聚丙烯熔融接枝途径存在有产物毒性大、气味大、共混物质量不稳定且强度损失大、加工环境污染严重等问题。本文利用功能性低聚物在加热时可以发生共价键的断裂从而产生自由基的特性，在不添加过氧化物引发剂的情况下，进行了聚丙烯与功能性低聚物熔融接枝反应的研究，并将其应用于聚丙烯和尼龙6(PP／PA6)共混体系的反应性增容，取得了良好的效果。本研究工作为聚丙烯的功能化

2、改性及其共混体系的增容开发了一条新的思路和方法，无论是在科学研究还是在工业应用方面都具有重大意义。主要工作包括两部分：1．第一部分工作是利用半频哪醇休眠基的再引发活性实现聚丙烯的功能化改性，具体工作如下：(1)以二苯甲酮(BP)和三乙胺(TEA)为光引发体系，通过溶液光聚合设计合成了带有半频哪醇休眠端基的甲基丙烯酸缩水甘油酯低聚物(PGMA．BPH)；1H-MⅢt分析证实了休眠基的存在，并对低聚物分子链上休眠基的含量进行了定量计算；系统考察了各反应因素对聚合的影响；综北京化工大学博士学位论文合1H_NMR和GPc的表征结果，对聚合反应的链终止方式做出了推断：既有增长链自由基间的歧化

3、反应，又有半频哪醇自由基和增长链自由基间的偶合反应，且以后者为主。f21利用半频哪醇休眠基在热作用下的再引发特性，在无任何其它引发剂存在的条件下，将PGMA．BPH与聚丙烯进行熔融接枝，在聚丙烯大分子链上引入反应性基团环氧基，实现了聚丙烯的功能化改性。初步探讨了接枝反应的机理和反应时间对接枝率的影响；通过FTIR、)(】RD、DsC和TGA等手段对接枝产物进行了表征，F11R分析证实了接枝反应的发生，xRD、Dsc和TGA分析表明，接枝聚丙烯的晶型由纯聚丙烯的伐晶与B晶的混合体变为单纯的0【晶型，并且其熔点、结晶度及热分解温度都有一定程度的提高；将所得功能化聚丙烯用作PP／PA6共

4、混体系的增容剂，sEM分析显示，分散相PA6的相畴尺寸明显减小，两相的相容性得到提高。2．第二部分工作是利用a．甲基苯乙烯低聚物的解聚特性实现聚丙烯的功能化改性及其在PP／PA6共混体系中的原位增容，具体内容如下：(1)以c【一甲基苯乙烯(舢ⅥS)和GMA为单体，合成了功能性低聚物(PAG)。系统研究了各反应参数对共聚反应的影响；通过1H．卜n积分析了共聚物的组成，并采用Kelen．TtId6s法计算得到了两种单体的竞聚率，分别为rI=O．105±O．082(AMs)，r2=O．883±O．046(GMA)：对低聚物的TGA分析结果表明，热稳定性随着共聚物组成中AMs含量的增加而降

5、低；在160℃加热共聚物，随着加热时间的延长，共聚物的分子量减小，分子量分布变宽，证实了该低聚物在受热时有解聚反应的发生。(2)低聚物PAG可以起到大分子引发剂的作用，引发单体甲基丙烯酸lI摘要甲酯(MMA)和苯乙烯(st)的本体聚合反应，但引发两种单体聚合反应的规律不完全一致；在PAG引发MMA的聚合反应中，聚合物的分子量与转化率和反应时间之间有较好的线性关系，表现出“假活性”聚合或控制聚合的特征。再结合聚丙烯在高温、剪切力和氧作用下容易发生降解的特性，通过熔融接枝途径进行了低聚物与聚丙烯接枝反应的研究。FnR分析证实了接枝反应的发生：初步探讨了接枝反应的有关机理；考察了反应时间

6、等因素对接枝反应的影响。结果表明，随着接枝反应时间的延长，PP分子链上GMA和AMS单元的接枝量同时增大。(3)将低聚物PAG直接应用于PP／PA6共混体系。sEM分析结果显示，低聚物可以起到原位增容作用，分散相PA6的粒径尺寸显著减小，而且增容效果与共混体系中AMs的含量密切相关。对PAG增容后共混物的流变行为进行研究得知：与简单共混物PP／PA6相同，增容共混物也是典型的假塑性流体，且其表观粘度T1。大于简单共混物，表明加入PAG后共混体系在共混过程中有化学反应的发生。(4)研究了PAG增容共混物的非等温结晶动力学，结果表明，与对比样PP／PA6相比，加入PAG后，共混体系中P

7、P和PA6两相的结晶峰温T。，半结晶时间tl，2以及结晶度均有所降低，同样说明PAG的加入使体系中发生了化学反应，PP和PA6分子链的相互缠结程度增大，使其分子链难以进入晶格，导致结晶困难；在不同降温速率下，PP、PA6及不同PAG含量共混物中PP和PA6的ln[-】n(1一xt)]与Int都具有良好的线性关系，说明用A盯锄i法处理其非等温结晶过程是比较理想的。(5)以a一甲基苯乙烯／苯乙烯／马来酸酐(AMs／s们ⅥAH)为单体，合成了ⅡI北京化工大学博士学位论文功能