水性聚丙烯塑料涂料制备及其阻隔性能的研究

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1、分类号密级水性聚丙烯塑料涂料的制备及其阻隔性能研究研究生姓名：何佳杰指导教师姓名、职称：向贤伟(教授)学科专业：材料学研究方向：高分子材料合成与改性湖南工业大学二零一二年五月二十八日万方数据分类号密级水性聚丙烯塑料涂料的制备及其阻隔性能研究Studyonpreparationandbarrierpropertyofwaterbornecoatingforpolypropylene研究生姓名：何佳杰指导教师姓名、职称：向贤伟(教授)学科专业：材料学研究方向：高分子材料合成与改性论文答辩日期答辩委员会

2、主席湖南工业大学二零一二年五月二十八日万方数据湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅

3、；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要本课题中，首先采用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)插层剂与钠基蒙脱土(Na-MMT)进行离子交换，制备得到了有机化蒙脱土(OMMT)；其次，利用制备得到的有机化蒙脱土，采用了单体预乳化法、半连续种子乳液聚合法成功制备出了蒙脱土改性丙烯酸乳液，并对其性能进行了详细表征；再次，在本文中，还采用溶液聚合法合成得到了丙烯酸改性氯化聚丙

4、烯乳液，并针对其相关性能进行了测试表征；最后，将制备得到的蒙脱土改性丙烯酸乳液和丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液进行混合调制，制备得到了适用于聚丙烯塑料的阻隔性涂层材料，并测试其性能。(1)采用十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）改性钠基蒙脱土，制备得到有机化蒙脱土。XRD和SEM测试表明有机化改性后层间距明显增大，由d0011.49nm(钠基蒙脱土)增加为d0013.84nm(有机化蒙脱土)。(2)采用单体预乳化法和半连续种子乳液聚合法，通过引入乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)与丙烯酸类单体乳液共聚

5、，并与1,6-己二胺配合制备得到了室温自交联的蒙脱土插层改性丙烯酸乳液。乳液经纳米粒度仪测试表明，粒径分布较窄，主要集中在100～200nm，约占到了总量的75%左右，小于100nm粒径约占到了12%左右；TEM测试显示，由于乳液聚合被剥离开来的蒙脱土片层，很好的插层在了乳胶粒子之间。乳胶膜DSC检测结果表明，AAEM的引入，使乳胶膜的Tg升高；阻隔性能测试表明，当OMMT含量为1.5g时，乳胶-1032膜的透气系数(1.46×10cmcm/(cmSPa))和水蒸气透过系数2(383.7g.

6、cm/cm.s.Pa)均相对较低，较未添加蒙脱土改性的乳胶膜呈现出良好的阻隔性能。(3)采用溶液聚合法和相反转法合成得到了丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液。正交试验表明，BPO用量为0.3%、丙烯酸单体:CPP的比值为0.8、反应时长为4小时、反应温度为95℃时，制备得到的丙烯酸改性氯化聚丙烯的附着力和接枝率较好。并通过对上述四个因子进行进一步的单因素实验，确定了溶液法制备丙烯酸改性氯化聚丙烯的最佳工艺参数，即BPO用量为0.3%、丙烯酸类单体:CPP的值为0.8、反应温度为90℃、反应时间为3.5h。对

7、制备得到的丙烯酸改性氯化I万方数据聚丙烯进行测试表征，红外光谱分析表明，提纯后得到的改性氯化聚-1丙烯在1730cm处出现了明显的新的强吸收峰，为丙烯酸酯类酯基和羧基中CO伸缩振动典型的吸收峰；采用DSC分析测试表明，接枝改性后的CPP的Tg温度为35℃左右，相比原氯化聚丙烯的Tg温度升高了6℃；对制备得到的改性CPP乳液采用纳米粒度仪进行分析表征，乳液粒径约为300nm，粒径分布较窄。(4)通过涂料配方的设计，制备得到了适用于聚丙烯的塑料涂料，对比制备得到的涂膜和涂层改性塑料膜的性能发现：涂层

8、改性制得的膜材料的透光率为90.5，雾度为6.30，较聚丙烯薄膜有一定的下降。但在阻透性方面，涂层改性后得到的聚丙烯塑料薄膜(含蒙脱土)，其-1432氧气透过率和水蒸气透过率较聚丙烯薄膜(7.3×10cmcm/cmsPa，2186.9gcm/cmsPa)有较大的改善，氧气透过系数为2.6×10-1532/2。cmcm/cmsPa，水蒸气透过率为172.2gcmcmsPa关键词聚丙烯，蒙脱土，丙烯酸乳液，氯化聚丙烯，水性塑料涂料II万方数据ABSTRACTIn