聚丙烯化学降解与固相接枝研究

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1、武汉工程大学硕士学位论文聚丙烯化学降解与固相接枝研究姓名：杨爱华申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张良均200605摘要在自制的固相反应器中，温度为100—120℃，用过氧化物作为降解剂对粉状等规聚丙烯(简称PP，粒度：小于lmm)进行化学降解，得到了具有超高熔融指数(姗贬8009／10min，2．16kg／190。C)的聚丙烯降解产品。系统考察了熔融指数(ⅧR)、分子量及流变性与降解时间的关系，同时研究了降解产物在不同温度下的流变性能。利用红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)表征与分析了该降解产物结构。结果表明降解PP在1

2、720cm．1和1640em．1处出现了羰基和C=C双键吸收峰，且羰基峰随降解时间的延长而加强，而结晶结构并未发生明显改变；MFR在降解2小时后可以达到800"--"10009／10min(2．16kg／190。C)，而相对分子量也由最初的14万左右下降到5万左右。·以马来酸二丁酯(DBM)为单体，将降解后的PP产物进行固相接枝，制备了具有高流动性的聚丙烯接枝马来酸二丁酯(PP．g-DBM)。研究了反应时间、引发剂和单体用量对接枝率的影响，考察了相对分子质量、熔体流动速率与反应时间的关系；并用红外光谱和DSC表征与分析了该接枝物结构。结果发现P

3、P．g．DBM在1740cm‘1处出现了酯基的特征吸收峰，表明确实是PP分子链上接枝上了DBM；在整个反应过程中可通过调整反应条件来控制接枝产物的MFR、相对分子量和接枝率；在引发剂浓度为6％，单体浓度为10％，反应温度为100---"120℃，接枝率可达到7．0~7．5％，相对分子质量为5×104～6×101，MFR为650～750e,／10min(2．16kg／190℃’)的PP-g-DBM。PP经降解与接枝后，熔点降低，但熔融热焓增加，熔程变宽，初步认为是主链上引入DBM基团后破坏了晶区的规整性。用合成的PP-g-DBM作界面改性剂，制备

4、了聚丙烯／碳酸钙／马来酸二丁酯接枝聚丙烯／(i．PP／CaC03／PP．g．DBM)复合材料。研究了这几种复合材料的力学性能。结果表明PP．g．DBM对i．PP／CaC03复合物的武汉工程大学硕士学位论文缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均有提高。用扫描电镜观察了i．PP／CaCOJPP—g-DBM复合材料的形态结构，发现加入接枝物后，CaC03在i．PP中的分散均匀性提高。关键词：等规聚丙烯；降解；固相接枝；马来酸二丁酯；碳酸钙IIAbstractChemicalDegradationandSolidPhaseGraftingofPolypro

5、pylenepolypropylene(PP)withhighmeltflowrate(MRR)waspreparedbychemicalsolidphasedegradationofisotacticPPwiththeperoxideatcomparativelylowtemperatureof100-120℃．TheeffectsofdegradationtimeonmolecularweightandⅣ匝Rwerestudied．Fouriertransforillinfraredspectroscopy(FT-IR)anddiffere

6、ntialscanningcalorimetry(DSC)wereusedtocharacterizethePPdegraded．Theresultsshowthattwostrongcharacteristicpeaksarerevealedat1720cm叫and1640cmuinIRspectrumofthedegradedPPwhichindicatesthepresenceofthecarbonylgroupsanddoublebond．andstrengthenswithdegradingtime．Themeltflowratein

7、creasesquicklyandreachesto800-1000g／10min(2．16kg／190。C)·from3e．／10min．therelativemolecularmassisdeclinedto5×10珥from14x10qafter2hrs．butcrystalstructureofPPremainsinvariable．PP—g—DBMwiththehi．曲flowabilitywasobtainedbygraftingdibutylmaleateontoisotacticPPinthesolidphasereactor．

8、Theeffectsofconcentrationofmonomer(DBM)andinitiator,reactiontimeOilthegraft