探究聚氨酯改性氯化聚丙烯的制备与性能研究

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1、郑州大学博士学位论文聚氨酯改性氯化聚丙烯的制备与性能研究姓名：王学敏申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：刘大壮201012摘要氯化聚丙烯(CPP)对聚丙烯塑料具有良好的附着力，近年来作为附着力促进剂在聚丙烯专用涂料中获得了广泛应用。但在使用过程中发现，CPP仍存在耐候性和耐冲击性差、对极性材料粘接能力低、与极性树脂互容性差等问题。聚氨酯是一种低温性能优良的极性聚合物，采用聚氨酯改性CPP，可赋予CPP良好的耐候性，增强CPP与极性材料的相容性和粘接能力，扩大使用范围。聚氨酯改性CPP有物理改性和化学改性两

2、种方法，本文首先从聚氨酯化学改性CPP入手，研究了聚氨酯接枝CPP(PU-g-CPP)的性能，然后，为了简化制备工艺，提高产品的工业应用价值，进一步研究了接枝反应产物不用分离，直接用作复合物涂料树脂的使用性能。综述了PU-g-CPP的合成方法，结合实验室原有试验基础，设计了以马来酸酐接枝CPP(MCPP)为接枝母体，以端异氰酸酯基聚氨酯预聚物为大分子接枝单体，利用异氰酸酯基与马来酸酐基团的反应，采用溶液法制备PU-g-CPP的合成路线。考察了MCPP合成过程中反应温度、加料方式、反应时间、引发剂用量对马来酸酐接

3、枝率和接枝效率的影响，通过改进接枝工艺，优化工艺参数，显著提高了马来酸酐的接枝效率。在较低马来酸酐用量条件下制备出了接枝率约2％、接枝效率达到80％左右的接枝产品，显著降低了原料消耗，为聚氨酯改性CPP复合物的制备奠定了基础。讨论了测定MCPP中酸酐含量的重要意义，并对几种MCPP酸值测定方法中所存在的优缺点进行分析。针对MCPP酸值测定过程中滴定体系乳化和样品沉淀析出等问题，改进了常规的酸碱滴定返滴法，建立了准确测定MCPP酸值的方法。采用CPP作空白分析，基本消除了主链脱氯对MCPP酸值测定结果的影响，确定

4、了MCPP中酸酐含量测定的工艺参数，分析了测定误差。为MCPP的合成工艺优化和应用提供了指导。设计了用作大分子接枝单体的聚氨酯预聚物的分子结构，通过控制合成工艺，制备出具有不同分子量和软段结构的端异氰酸酯基聚氨酯预聚物。研究了聚氨酯预聚物进一步与MCPP溶液法接枝的反应过程，以二甲苯为溶剂，三乙胺为催化剂，通过控制反应时间、．改进加料方式、调节物料配比，有效避免了摘要接枝过程中的次级交联和凝胶效应，制备出三种不同接枝率的PU-g-CPP样品。采用红外光谱和DSC分析对接枝产物进行了表征，表明聚氨酯已经接枝到CP

5、P链上。采用浊度滴定法测定了PU-g-CPP的溶度参数，并对PU-g-CPP的二维和三维溶度参数作了优化计算；采用毛细管黏度计和振动管密度计分别测定了25℃下PU-g-CPP二甲苯溶液的密度和黏度，估算出了三个PU-g-CPP样品的特性黏数，分析了密度和特性黏数随接枝率变化的规律。这些工作为PU-g-CPP的应用提供了基础数据。根据MCPP纯度的不同，分别考察了CPP．聚氨酯复合物和CPP．聚氨酯．马来酸酐复合物的制备和性能。通过使聚氨酯预聚物与马来酸酐接枝CPP的接枝体系产生轻度交联，改变聚氨酯预聚物的分子量

6、和链段结构，并向接枝体系中引入扩链剂，制备出了粘接性能和储存性能优良的CPP．聚氨酯复合物和CPP．聚氨酯．马来酸酐复合物。性能测试表明，两种复合物对聚丙烯的粘接性能良好，涂膜透明。关键词：氯化聚丙烯马来酸酐聚氨酯接枝改性复合物ⅡAbstractChlorinatedpolypropylene(CPP)hasexcellentadhesivepowertopolypropylenesubstrates，SOitisoftenusedasadhesionpromoterinspecialcoatingforpol

7、ypropylene．Nevertheless，CPPstillhassomeeffects，suchasinsufficientweatherability,lowadhesivecapacityforpolarmaterials，poormutualsolubilityforotherpolarresinsandpolarsolvents，etc．Polyurethane(PtOisapolarpolymerandpossessesexcellentflexibilityatlowtemperature．V

8、·rhenitisusedtomodifyCPP，CPPisprovidedwithsatisfactoryweatherability,highimpactstrengthandabettermutualsolubilityforotherpolarresinsandpolarsolvents．ThepreparationofPUmodifiedCPPCanbecarriedoutb