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高熔体强度聚丙烯的研究起于上20世纪80年代,由于高熔体强度聚丙烯独特的分子结构、优益的性能和巨大的市场,可广泛应用于热成型、挤出涂布和物理发泡等领域,十几年来一直是各国聚合物研究工作的重点。 本课题的研究目标是获得改性的无凝胶的高熔体强度的PP,通过对其影响因素的研究,掌握制备无凝胶高熔体强度PP的工艺过程和相关技术。课题研究的关键是长支链接枝PP的生成以提高熔体强度以及降解、交联副反应的控制。实验通过对熔融接枝改性聚丙烯的研究,制备了具有较高熔体强度和应变硬化流变特性的支化高熔体强度聚丙烯,为高熔体强度聚丙烯的制备提供了一种选择。 本课题采用双螺杆挤出机以有机过氧化物作为引发剂研究了不同官能团数的丙烯酸酯类单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、1,6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)同聚丙烯的熔融接枝反应,利用红外光谱分析、拉伸粘度、索氏萃取以及差示扫描量热等手段对所制得的接枝产物的分子结构和有关性能进行了分析和表征,同时以GMA单体为对象对熔融接枝反应的各种影响因素加以分析。 本实验的主要目的是提高PP的熔体强度,实验表明,不同官能团数的单体改性效果不一致,二、三官能团单体较单官能团单体显著;同时熔体强度与熔体流动性能有较大的关系,因此与所加入的引发剂的量有关;对于同一MFR的接枝物接枝物,则与挤出胀大的能力有关,实验表明0.04%左右的引发剂浓度对接枝反应最有利;对于同一熔体流动速率的接枝物,考察了离模膨胀比随熔体强度的变化,随MS的增加而逐渐上升;接枝物的红外谱图显示单体接枝上了PP大分子主链,且添加共单体有利于接枝反应且有共单体的特征吸收峰出现;同时由于改性前后分子量及其分布变化较小,对于拉伸粘度谱图出现的应变硬化现象,可以推断是由于分子链中引入长链支化结构的缘故;改性后接枝物的熔点有所升高,结晶温度也有很大程度的提高。 对于接枝反应的影响因素也作了一定的研究,结果表明190℃、100rpm的工艺条件最适宜作为反应条件;单体和引发剂量的增多均能使接枝率上升,同时苯乙烯的加入也有利于接枝反应。 对于降解的抑制,主要是通过减少引发剂的用量以及添加共单体苯乙烯来实现。实验结果表明,低剂量的引发剂浓度对于体系的降解影响较小,同时,添加苯乙烯对于体系的降解能有很好的抑制作用,同时也有利于接校率的提高且对力学性能也有所改善;由于接枝物的凝胶含量随单体和引发剂浓度的增大而增多,因此实验中应尽量减少使用量以使生成的凝胶量最小化。本实验的单体浓度控制在 2%Wt以下,引发剂的浓度控制在 0刀4%t以下以控制降解和凝胶的生成。另外,体系的力学性能有一定的下降,但对于弯曲、冲击性能则有一定的提高。