热可逆交联聚丙烯的制备

发布时间：2021-07-31 15:34

　　聚丙烯（PP）是世界五大通用树脂之一,应用广泛。交联结构可以为聚丙烯提供更加优异的力学性能、耐溶剂性及耐低温性等性能,拓宽其应用领域。但目前的交联聚丙烯大多为热固性聚丙烯,交联状态不可逆,这为材料的成型加工及再利用带来一定困难。本文设计合成一系列含有呋喃基团的功能性?-烯烃单体,通过其与丙烯的共聚合一步法得到含有呋喃侧基的聚丙烯,并以其作为原料与双马来酰亚胺小分子发生热致可逆的Diels-Alder反应,从而得到含有热可逆交联结构的聚丙烯,本文主要研究内容和结论如下:（1）设计合成了一系列具有不同碳链长度的呋喃基-?-烯烃单体4-呋喃-1-丁烯（FB）、5-呋喃-1-戊烯（FP）、6-呋喃-1-己烯（FH）和8-呋喃-1-辛烯（FO）,以Ziegler-Natta催化体系引发丙烯（P）与呋喃基-?-烯烃共聚合,详细研究了呋喃基-?-烯烃单体结构对共聚合反应的影响。结果表明,共聚合反应活性呈现FB<FP<FH<FO的规律,共聚合动力学曲线呈与丙烯均聚合相似的先升高后降低且缓慢衰减的特征,在P/FO和P/FH共聚合体系中,聚合活性高于丙烯均聚合。（2）研究了呋喃基-?-烯... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

有机过氧化物交联法制备交联聚丙烯

硅烷交联法包括接枝和交联两个步骤。在接枝过程中用到的硅烷偶联剂主要是乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷等这种含有不饱和键的硅烷,与过氧化物交联法不同,硅烷水交联并不是通过自由基聚合进行交联。首先,在熔融挤出过程中,PP在引发剂受热分解夺氢反应中生成聚合物自由基,该自由基能够与硅烷上的双键发生反应,将硅烷偶联剂接枝到PP分子链上,然后已接枝到聚合物上的烷氧基水解出羟基形成硅醇,最后两个硅醇基团之间脱水缩合形成Si-O-Si键,从而形成交联[50],如图1.2所示。水解形成交联的系列反应是在产品成型后进行的,因此不会存在早期过度交联的情况。硅烷交联的工艺有两种,一步法和两步法。一步法是一次性将PP、硅烷偶联剂、引发剂和催化剂混合造料,成型后的产品再发生水解反应进行交联;两步法是先将硅烷接枝到PP分子链上,所得接枝聚合物可以贮存在干燥环境中,成型后再与催化剂进行无水混合挤压,最后进行交联反应。由于硅烷对水敏感,水解速率很快,在湿度较大的环境中易发生水解反应,因此一步法由于不需贮存,比两步法更能避免提前水解交联的情况发生[51]。

辐射交联与过氧化物交联反应类似,都为自由基反应[47]。PP大分子在射线照射下发生电离和激发首先生成聚合物烷基自由基和活泼氢自由基,氢自由基可以继续攻击PP在生成自由基,同时一段时间后烷基自由基可以转化为多烯自由基,最后大分子自由基之间进行交联反应使得链终止。PP的辐射交联是一个十分复杂的反应,交联反应和主链的裂解反应同时发生,相互竞争,因此交联效率低[54]。通常,可以通过增大辐射剂量或升高辐射温度来提高交联率,此外,也可以加入一些含有活性双键的多官能团化合物作为交联敏化剂来减少裂解反应的发生[55]。辐射交联反应只需常温常压,交联度可通过吸收剂量控制,且产物纯净,但辐射交联工艺复杂又难控制,交联的厚度受限制,因此目前在聚丙烯交联改性领域使用不多。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3313726