超聲波在丙烯酸固相接枝聚丙烯中的應用

研究與開(kāi)發(fā)合成樹(shù)脂及塑料,200,19(2):1CHINA SYNTHETIC RFSIN AND PLASTICS超聲波在丙烯酸固相接枝聚丙烯中的應用杜慷慨華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,泉州,36201)摘要:利用超聲波促進(jìn)固相接枝反應的原理,研究丙烯酸(AA)接枝聚丙烯(PP)的反應條件:超聲波作用E間接枝反應溫度引發(fā)劑過(guò)軾化苯甲酰(BPO及AA用量等對接枝率的影響。研究表明超聲波能有效地促進(jìn)固相接枝反應的進(jìn)行。其最佳反應條件是:超聲波的作用時(shí)間為30mn,BPo與AA的用量分別為4%和15%,反應溫度為10。在上述反應條件下,可以得到接枝率為6%的接枝產(chǎn)物AA接枝P(P-g-AA);并用磚灰石填充含有Pp-g-A的PP復合材料其力學(xué)性能明最優(yōu)于不含PP-g-AA的硅灰石填充的P復合材料。關(guān)鑪詞:聚丙烯丙烯酸固相接枝超聲波硅灰石聚丙烯(PP)具有穩定的化學(xué)性質(zhì)、良好的機1實(shí)驗部分械性能和加工性能等優(yōu)點(diǎn),已在各行各業(yè)中得到1.1原料越來(lái)越廣泛的應用;但由于PP是非極性高聚物,PP,PPH-M-075-2型粉末,40-60日,金表面呈非極性,與大多數高聚物的相容性差、表面陵石油化工公司生產(chǎn);丙烯酸(AA),化學(xué)純,上海染色性較差等限制了它的進(jìn)一步使用。因此,近試劑二廠(chǎng)生產(chǎn),經(jīng)重蒸餾后使用;過(guò)氧化苯甲酰幾年來(lái)對PP的研究主要集中在PP的改性技術(shù)和(BPO),化學(xué)純,廣東隴西化工廠(chǎng)生產(chǎn),經(jīng)氯仿、甲改性產(chǎn)品方面,以促使PP向工程塑料及功能化方醇重結晶后使用;丙酮、二甲苯,分析純廣東隴西向發(fā)展"!化工廠(chǎng)生產(chǎn)接枝改性是倍受關(guān)注的一種方法。因為該方1,2儀器法簡(jiǎn)單,通過(guò)接枝使PP以化學(xué)鍵反應形式與其他PE983型紅外光譜儀,美國PE公司生產(chǎn);分子相連接,使P的非極性表面發(fā)生改性,從而CQ50超聲波發(fā)生器,上海超聲波儀器廠(chǎng)生產(chǎn)。具備了可以與其他大分子相容的條件,進(jìn)而改善1.3制備方法PP的粘合性、涂飾性、油墨印刷性等。接枝后的(1)PP的接枝:用少量的二甲苯作為界面劑PP還可作為擠出復合物的熱熔膠或粘合層,也可與BPO和AA混合均勻,在N保護狀態(tài)下,用超作為P與其他各種極性聚合物(如聚酰胺等)混聲波促進(jìn)二甲苯、AA、BPO等對PP的滲透,在用的相容劑1。110℃下進(jìn)行接枝反應4h;把接枝產(chǎn)物裝袋放入超聲波是一種機械波,其頻率一般在15索氏提取器,用丙酮回流洗滌16h,經(jīng)洗滌后取kHz-10MHz,波長(cháng)為10.0~0.01cm。它能通過(guò)出,于80℃的烘箱中烘至恒重,得到AA接枝PP對分子周?chē)h(huán)境的物理作用轉而影響分子,增加(PP-g-AA)。分子之間的相互作用,進(jìn)而促進(jìn)分子間接枝反應(2)復合材料試樣的制備:將P、PP-g-AA的進(jìn)行。利用超聲波來(lái)加速固相接枝反應的進(jìn)硅灰石按比例在混煉機上,于(160±5)℃下混煉行已有報道。本工作利用超聲波對固相接枝反應的促進(jìn)作中國煤化工副教授,從事高分用,研究丙烯酸接枝PP的最佳反應條件,研究超HCNMH安0余篇。E-ml聲波作用時(shí)間、引發(fā)劑濃度、反應溫度等條件對接枝率的影響。華僑大學(xué)科研基金資助項目。合成樹(shù)脂及塑料202年第19卷10min,均勻拉成薄片,再用平板硫化機160℃模度的飽和,繼續增加超聲波的作用時(shí)間,不能進(jìn)一壓成標準樣,進(jìn)行力學(xué)性能測試。步增加AA對P的接枝點(diǎn),因而不能使AA對PP1.4分析測試的接枝率進(jìn)一步提高。(1)接枝率的測定:稱(chēng)取一定量的PP-g-22反應溫度對接技率的影響AA,用二甲苯溶脹12h,加入過(guò)量的KOH由圖2可以看出,從80℃開(kāi)始,隨著(zhù)反應溫度CHOH溶液,靜置5h后,然后用HC(CH)2cCH的提高,AA對PP的接枝率逐漸增加,當反應溫度OH溶液反滴定,計算接枝率達到110℃時(shí),可以得到最高的接枝率,在溫度超過(guò)G=[( MKOH VKON-M)×72/m]×100%110℃時(shí),接枝率有所下降。這是因為,隨著(zhù)溫度的式中,G為接枝率,M、M為KOH和H的摩升高,BPO分解生成自由基的速度加快,能加速接爾濃度,Vom、V為KOH和HC所用的體積;m枝反應的進(jìn)行,增加接枝點(diǎn),使接枝率提高;當溫度為PP-g-AA的質(zhì)量。達到110℃時(shí),接枝率達到最大值;但當溫度超過(guò)(2)紅外光譜表征:用PE983型紅外光譜儀對10℃時(shí),AA對PP的接枝率反而有所下降。這是因接枝后的PP進(jìn)行表征。為:一方面BPO的分解速度大于接枝反應的進(jìn)行(3)力學(xué)性能測試:拉伸強度按GB104079導致產(chǎn)生大量的自由基,自由基相互碰撞而失活,方法進(jìn)行測試,缺口沖擊強度按GB104379方反而使可產(chǎn)生接枝反應的有效自由基減少;另一方法進(jìn)行測試。面由于過(guò)多的自由基也引發(fā)AA的均聚反應,使得能用于接枝反應的自由基總量減少。2結果與討論2.1超聲波作用時(shí)間對接枝率的影響從圖1可以看出,隨著(zhù)超聲波作用時(shí)間的延長(cháng),接枝率明顯提高;但當超聲波作用時(shí)間超過(guò)30min后,接枝率沒(méi)有隨時(shí)間的延長(cháng)而進(jìn)一步提高。這是因為超聲波是一種機械波,波長(cháng)為10.00~0.01cm。該尺寸遠大于分子尺寸。說(shuō)明超聲波本身不能直接使分子發(fā)生化學(xué)變化,但它可圖2反應溫度與接枝率的關(guān)系以通過(guò)對分子周?chē)h(huán)境的物理作用轉而影響分2.3BPo用量對接枝率的影響子,使分子運動(dòng)加劇,增加分子動(dòng)能和相互碰撞的從圖3可以看出,隨著(zhù)BPO用量的增加,接機會(huì )進(jìn)而促使化學(xué)反應的進(jìn)行。AA與PP的接枝枝率逐漸增加,在BPO的用量達到4%左右(BPO反應是液-固相的非均相反應,超聲波產(chǎn)生的機對A的相對比率)時(shí),得到最大的接枝率,當械波能推動(dòng)液體形成膨脹波和壓力波,促使 BPOBPO的用量超過(guò)4%時(shí),接枝率隨BPO用量的增和A更快地滲透到球形PP粒料的內部,促進(jìn)加而減少。這是因為,BPO的用量較少時(shí),隨著(zhù)BPO、A和PP的相互作用,使接枝點(diǎn)有效地增BPO用量的增加,自由基的數量逐漸增多,所能引多,因而有利于接枝率的提高;但當超聲波的作用發(fā)的接枝點(diǎn)增多因而有利于接枝率的提高;但當時(shí)間達到一定程度后,AA對PP滲透達到一定程中國煤化工CNMHG時(shí)間/minBP0, %6圖1超聲波作用時(shí)間與接枝率的關(guān)系圖3BPO用量與接枝率的關(guān)系第2期杜慷慨,超聲波在丙烯酸固相接枝聚丙烯中的應用BPO的用量超過(guò)4%時(shí),由于自由基的濃度過(guò)大,AA已通過(guò)固相接枝反應接枝到PP的表面上,使使得自由基相互碰撞而失活的機會(huì )增多,能引發(fā)極性基團修飾非極性P的表面上,形成了新產(chǎn)物接枝反應的自由基相對減少;同時(shí),過(guò)多的自由基PP-g-AA。也會(huì )引發(fā)AA的均聚反應,使AA的自聚速率提2,6PP-g-AA對硅灰石填充PP復合材料性高,導致AA對PP的接枝率有所下降。能的影響24AA用量對接枝率的影響用10%的硅灰石填充共混PP(90%PP與從圖4可看出,接枝率隨AA用量的增加先10%的PP-g-AA混合),同時(shí)與用10%硅灰石呈上升的趨勢,當AA用量超過(guò)15%(A對PP的填充的PP作對比結果見(jiàn)表1。從表1看出,含有相對比率)時(shí)接枝率反而有所下降這是因為反PP-g-AA的復合材料,其拉伸強度和沖擊強度應體系中除了有AA對PP的接枝反應外,還有與純PP相比,有明顯的提高。這是因為,PP-gAA的自聚反應。隨AA用量的增大,A對PP的A含有極性極強的羧基,PP-g-AA源自于P接枝率逐漸增加,同時(shí)AA的自聚速率也相應加它與PP有著(zhù)極好的相容性;而硅灰石是針狀形的快,當AA用量達到15%時(shí),能得到最大的接枝無(wú)機礦物質(zhì),當PP中含有PP-g-AA時(shí),PP率;當AA用量超過(guò)15%時(shí),AA的自聚速率大于g-AA所含的羧基能與硅灰石形成有效的共價(jià)結接枝反應的速率,反而使接枝反應的速率相對減合力,甚至反應生成羧酸鹽,以離子鍵力相互作小,最終結果是AA對PP的接枝率略有下降。用,因而能提高硅灰石與P的界面結合力,從而能有效地提高復合材料的拉伸強度和沖擊強度表110%硅灰石填充復合材料的力學(xué)性能拉伸強度/項目45.35.3290%P+10%FP-g-AA55.6增強比率,%圖4A用量與接枝率的關(guān)系3結論2.5接枝產(chǎn)物的表征a)超聲波能有效促進(jìn)AA對P固相接枝反圖5是PP與PP-g-A的紅外光譜圖。從圖應的進(jìn)行,可使A對P的接枝率達到6%。5可以看出,PP-g-AA比未接枝的PP明顯多了b)AA對PP固相接枝反應的最佳條件是:超73lcm-1附近的羰基和羧基的強吸收峰,說(shuō)明聲波的作用時(shí)間是30min,反應溫度為0℃BPO的用量為4%,AA的用量為15%。c)與P相比,PP-g-A含有羧基強極性基團,因此,用硅灰石作填料制備PP復合材料,當其中含有PP-g-AA時(shí),其力學(xué)性能明顯改善。參考文獻晉日升,賀增第.現代塑料加工應用,2001,13(1):62~642王靜媛,欒繼燕陶俊等.高分子材料科學(xué)與工程,1999,15(5):37-403廖凱榮,劉瑩嶸,薄穎慧等.石油化工,1998,27(12):886中國煤化工波數/meHCNMHG38-39圖5P和P-g-AA的紅外光譜圖(編輯:向東)(下轉第7頁(yè))第2期廖明義等.CNT/CB填充PE材料正電溫度系數特性的研究The study on the ptc effect of CNT/CB filled PE compositeLiao Mingyi, Li Xue, Xu Yan, Li Yongfeng, Qiu JieshanDalian University of Technology, 116012)AbstractThis paper studied the positive temperature coefficient(PTC)effects of the polyethylene composites filled withcarbon block(CB)and carbon nanometer tubes(CNT)/CB, respectively. The effects of CNT content and the ratioof CNT to CB on the PtC of the composite were examined, and a comparison with the CB/PE system was madeThe results show that when 10%(w)CNT is added, the electric resistance at ambient temperature remainsunchanged while the PTC intensity of the system significantly varies. In case of the CNT/CB ratio being changedthe PTC intensity and the electric resistance at ambient temperature of the system is increased as the CNt contentKey Words: carbon nanometer tube; carbon black; polyethylene; positive temperature coefficientThe application of ultrasound in the researclof acrylic acid solid phase grafting polypropyleneDepartment of Material Science and Engineering, Huaqiao University∞,362011)Based on the principle of ultrasonic wave accelerating the reaction of solid phase grafting, this paper studiedthe reaction conditions of acrylic acid (AA)solid phase grafting polypropylene (PP), such as working time ofultrasonic wave, temperature and dosage of benzoyl peroxide(BPO)as initiator, and the effect of the AA amounton the grafting rate. The results indicale that the ultrasonic wave effectively accelerates the reaction of solid phasegrafting. The optimum reaction conditions are as follows: the working time of the ultrasonic wave being 30 minutesBP0 4%, AA 15%and reaction temperature 110C. Under these conditions, a grafting product PP-g-AA canbe obtained at grafting rale of 6%. The mechanical properties of the PP compound material that contains PP-gAA and filled with wollastonite is obviously superior to the PP compound that is only filled with the wollastoniteKey Words: polypropylene; acry lic acid; solid phase grafting; ultrasonic wave; wollastonite新型PE樹(shù)脂粘結劑研制成功中國科學(xué)院長(cháng)春應用化學(xué)研究所近日研制成反應活性、功能性和極性等附加性能。該產(chǎn)品拓功一種新型塑鋁、塑銅聚乙烯樹(shù)脂,并通過(guò)吉林省寬了聚乙烯樹(shù)脂粘結劑的用途,使之能應用于金科技廳組織的鑒定。屬、和薩晴等村井:技術(shù)指橋達到國際先該研究采用預輻射和反應擠出方法,所制備進(jìn)的聚乙烯樹(shù)脂既保留了原樹(shù)脂的性能,又增加了CNMHG