洪浩群 何 慧 賈德民 丁 超 徐煥翔
(華南理工大學材料科學與工程學院,廣東 廣州,510640)
摘要:綜述了聚丙烯(PP)固相接枝技術的最新發展,重點介紹了PP固相接枝的原理,討論了接枝單體、接枝基體、引發劑、溶劑、催化劑、反應溫度、反應時間對接枝率的影響。PP固相接枝技術在PP復合材料與共混合金中具有良好的使用效果和廣闊的應用前景。
關鍵詞:聚丙烯 極性單體 改性 固相接枝
中圖分類號:TQ 325.1+4 文獻標識碼:A 文章編號:1002-1396(2005)02-0081-04
聚丙烯(PP)是一種重要的通用樹脂,價格低廉,性能優良,應用廣泛。但它是非極性聚合物,表面活化能低,與極性材料的相容性很差,這些缺點限制了PP的推廣應用。接枝改性是改善PP極性的一個重要途徑。
合成PP接枝物的方法主要有:熔融接枝、溶液接枝、輻射接枝、固相接枝等。固相接枝是20世紀90年代興起的一種接枝方法。與其他接枝方法相比,它具有反應溫度低、副反應較少、無溶劑污染、后處理簡單等優點。
研究進展
固相接枝的單體包括馬來酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等,通常使用較多的是MAH。但是MAH難以自聚,接枝效率低,支鏈短,且易升華污染環境。近年來,開展了2種或3種單體在PP主鏈上接枝的研究,其中,賈德民等研究的PP與多單體接枝共聚物具有接枝率高、支鏈長、支鏈結構可調等優點,在PP填充與共混改性中具有良好的使用效果。
固相接枝是由外加的過氧化物分解形成的自由基引發接枝,單體在聚烯烴主鏈上接枝的同時會生產未接枝的聚合物,所以,尋求在聚烯烴表面引入引發基團,直接引發極性單體的接枝,是提高接枝率的一個改進辦法。Patel等先用過氧化苯甲酰(BPO)將PP氫過氧化,在PP表面形成引發基團,再把氫過氧化PP引發極性單體在其表面接枝,極大抑制了極性單體共聚合形成接枝聚合物,接枝率可以達到90%。
光固相接枝也是固相接枝的一個新研究領域。它是一種復合型改性方法,集光接枝和固相接枝的優點,反應溫度低,而且采用光敏劑,副反應產物少,有效避免了接枝物的降解,是目前聚烯烴接枝改性的發展方向。
固相接枝一般在帶攪拌槳的反應釜里進行,攪拌槳必須觸及反應釜的每個角落,以便分散PP粉料,讓物料受熱均勻,避免反應過程中出現結塊燒焦現象。它屬于間歇式生產,效率不高。目前,有研究者致力于連續式固相接枝工藝的開發,如螺帶固相接枝反應釜的開發,提高了生產效率。