聚丙烯固相接枝異氰酸酯及其應(yīng)用研究.pdf

1、聚丙烯(PP)具有較高的機械強度，且抗多種有機試劑及酸堿腐蝕，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用；然而，分子鏈非極性、表面能低等缺點限制了它在某些領(lǐng)域上的應(yīng)用。因此近些年來關(guān)于聚丙烯功能化方面的研究越來越廣泛。常見的聚丙烯改性方法有固相接枝、熔融接枝和溶液接枝。其中，固相接枝改性是一種非常有效的方法，它既可以減少熔融接枝過程中聚合物降解造成的機械性能下降，又能避免溶液接枝過程中溶劑難回收而對環(huán)境產(chǎn)生的污染。
　　本文主要利用固相接枝

2、改性法在聚丙烯表面引入異氰酸酯活性基團，隨后以此為前驅(qū)體進行后功能化改性研究，以得到具有某種特殊性能的聚丙烯材料。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下所示：
　　(1)以三乙基硼/氧氣(Et3B/O2)為引發(fā)體系，在常溫下將含有異氰酸酯活性官能團的極性單體3-異丙烯基-α,α′-二甲基芐基異氰酸酯(TMI)和具有穩(wěn)定大分子自由基功效的苯乙烯(St)單體引入聚丙烯表面，得到接枝產(chǎn)物PP-g-TMI和PP-g-(TMI-t-St)，并通過TMI

3、上異氰酸酯(-NCO)和氨基(-NH2)之間反應(yīng)所引起的質(zhì)量增加率來計算TMI實際接枝率。對異氰酸酯改性聚丙烯進行表征分析，結(jié)果顯示：異氰酸酯官能團成功接枝于聚丙烯表面，且接枝率隨著反應(yīng)時間和St引入量的增加而增加；同時，當TMI作為側(cè)鏈引入后，原PP主鏈的排列規(guī)整度受到破壞，導(dǎo)致材料熱穩(wěn)定性有所下降。此外，當PP-g-TMI混入尼龍6/聚丙烯(PA6/PP)共混物中時，PP分散相顆粒明顯變小且分布愈加均勻，這主要是由于PP-g-TMI

4、可作為反應(yīng)相容劑，在與PP相容的同時與尼龍也發(fā)生反應(yīng)，從而提高了PP與PA6之間的界面作用力。
　　(2)以PP-g-TMI為前驅(qū)體，利用二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)對其進行環(huán)三聚反應(yīng)，得到表面覆有異氰脲酸酯層的聚丙烯材料，并研究表面直接受異氰脲酸酯層保護的材料熱性能。通過對改性前后材料的表面結(jié)構(gòu)與形貌、熱性能及流變性能的表征，探索了溫度、時間、MDI添加量以及水洗后處理等因素對三環(huán)聚改性產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明PP表面生成了大塊

5、不規(guī)則異氰脲酸酯層；且產(chǎn)物熱穩(wěn)定性隨著反應(yīng)時間、溫度和二異氰酸酯添加量的增加而略微增加；在經(jīng)過水洗處理后，產(chǎn)物熱穩(wěn)定性也會略有增加。而振蕩模式下流變測試結(jié)果則顯示出三環(huán)聚后的儲能模量、損耗模量及黏度都高于PP-g-TMI，且隨著MDI添加量的增加而增加。
　　(3)以PP-g-TMI為前驅(qū)體，利用多巴胺對PP無紡布進行親水改性研究，并將其與PP無紡布直接在多巴胺溶液中浸漬沉積處理得到的產(chǎn)物進行性能對比。傅里葉變換紅外光譜和X射線光