聚丙烯树脂及纤维的接枝改性研究

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1、聚丙烯树脂及纤维的接枝改性研究摘要近年来关于聚丙烯(PP)的化学改性使其工程化，功能化，精细化的研究非常活跃，其中接枝改性是一种比较有效的方法。我们用熔融接枝法制备了马来酸酐接枝聚丙烯(PP_g～^iAH)树脂，研究了PP—g-MAH的结晶性麓和流变性能，制备了PP—g堋H普通截面纤维和中空纤维，并对所纺纤维的结构与性能进行，研究。酉先，本文讨论了影响熔融接枝效果的各种因素。研究表明，红外光谱表明MAH确实接到了聚丙烯分子链上；MAH单体的晟佳浓度为59／1009PP；添加第二单体苯乙烯可以提高

2、产物接枝率，但由于实际需要，接枝过程不宜添加苯乙烯；引发剂浓度应控制在O．6-4)．8％：双螺杆挤出机四个加工段温度分别应控制在：加料段一165～170"C，熔融段、计量段一190℃，机头一160～1706C；螺杆的转速应控制在50～55rpm。本文还重点研究了PP．g-MAH树脂的结晶行为。X衍射表明，在相同的等温结晶温度(120"C)和时间下，接枝聚丙烯的结晶度比纯聚丙烯的结晶度小，且随接枝率的提高向减小。热台偏光显微镜观察结果显示PP、PP·g—MAH在从熔体冷却过程中，均形成了球晶结构，

3、在等温结晶时，PP球晶生长的最快温度为125℃左右，PP．g．MAH球晶生长最快的温度为130"C，同时，PP—g一~lAH的球晶生长最快的温度要比PP的高且最大结晶速率较小。非等温结晶测试表明，PP．g．MAIt的结晶速率比PP的大，由Kissinger法得到的PP—g-MAH的结晶活化能比PP的略大，说明接枝聚丙烯的分子链的活动性比PP稍差。本文还研究了PP—g—MAH树脂的流变性能。PP-g-MAH的熔体属于非牛顿流体，是典型的切力变稀行为；PP．g-MAil的粘度随温度的降低而升高，在高

4、剪切速率时随温度升高幅度与PP相当，而在低剪切速率时则较PP为大；PP．g-MAFI的粘流活化能在低剪切速率时比纯PP大，高剪切速率时则略小；PP．g．MAIl的非牛顿指数n比纯PP的小，且随温度升高而增大。本文还对PP．g-MAH树脂的纺丝，以及所得纤维的结构性能进行了研究。在流变仪模拟纺丝及可纺性探讨的基础上。分别确定了PP-g-MAH树脂纺制普通截面纤维年¨中空纤维的纺丝工艺条件。在普通熔纺设备上能顺利纺丝。然后，通过热牵伸，卷绕丝可稳定的拉伸。用材料试验机和声速仪测定了PP．g-MAH纤

5、维的结构和性能。在力学性能上，PP．g．MAH纤维的断裂强度比PP纤维的低，接枝率越高强度越低，断裂伸长率则相反；与普通纤维相比，无论PP，还是PP．g—MAH，其中空纤维的相对断裂强度和断裂伸长都要低很多；接枝聚丙烯纤维在相同拉伸倍数下的取向度比纯PP纤维大；在相同的拉伸倍数下，中空纤维的取向度比普通纤维的要小。另外，本文还对MAH在纤维中的残留量进行了研究。结果表明，残留的MAH相当于接枝的MAIl的3．7％～12．2％，也就是说游离的MAH对接枝聚丙烯纤维性能的贡献很小，主要是接枝的马来酸

6、酐改变了聚丙烯纤维的性质。吸湿率测定结果表明，与纯聚丙烯纤维相比，接枝聚丙烯纤维的吸湿率有了明显提高，在相同拉伸倍数下提高了3～5倍；接枝聚丙烯中空纤维的吸湿率比纯聚丙烯中空纤维的吸湿率提高了70～80％。本文最后研究了用马来酸酐接枝丙纶的影响因素和被接枝纤维的吸湿性和力学性能。结果表明，随着接枝率的提高，纤维的吸湿率逐渐提高；随着接枝率的增加，纤维的断裂强度降低，伸长则有所增加。综上所述，本论文可归结出如下几点创新之处：1．综合对比了聚丙烯接枝的几种方法。确定了熔融接枝法是制备纤维用马来酸酐接

7、枝聚丙烯的有效可行的方法：2．首次系统研究了马来酸酐熔融接枝聚丙烯树脂的结晶性能和流变性能，并用首次该树脂制得了马来酸酐接枝聚丙烯纤维(普通截面纤维和中空纤维)，并对纤维的吸湿性进行了初探；关键词：马来酸酐接枝聚丙烯结晶性能流变性能纺丝力学性能吸湿性StudiesongraftingmodificationofpolypropyleneresinanditsfibreABSTRACTonchemicalmodificationofpolypropyleneareveryactiveinrecen

8、tyears，inwhichgraftingmodificationisquitevalid(Maleicanhydride)-graft-polypropylene(PP—g—MAH)waspreparedinmelting伊an．Thecrystalliza-tionpropertiesandrheologyofPP—g-MAHwerestudiedatfirstandthe—nitsspinningwasstudiedAtfirst，thekindsoffactorswhichinflue