聚苯乙烯PS之聚丙烯固相接枝改性技术

2023-05-31 10:23
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聚苯乙烯PS的接枝改性技术有很多不同类别,而聚苯乙烯PS的阻燃技术也是一样,多数通过添加聚苯乙烯PS阻燃母粒达到良好的氧指数和阻燃效果。聚苯乙烯PS之聚丙烯固相接枝改性技术发现:不同链结构PP对接枝率有明显影响,在同一聚合条件下,等规度较低的J340共聚物与丹阳粉料的接枝率比F401均聚物高;引发剂品种对固相接枝共聚有明显的影响。当TBP为15%时,接枝率与接枝效率均较高,接枝率可达30%以上;当BPO浓度为10% ~15%时,接枝率与接枝效率均较高;接枝率随St/PP质量比的增大而提高,而接枝效率则相应降低;提高共聚温度有利于接枝率和接枝效率的提高,以 BPO引发剂的反应温度宜在120~140℃较佳;接枝物PP-g-PS使PS分散相在PP连续相中分散得较均匀,并降低了分散相PS的粒径。


一,选材

1,聚丙烯(PP),J340、F401

2,聚丙烯粉料,经粉碎过筛

3,特丁基过氧化苯甲酰(TPB),工业级

4,苯乙烯( St),工业级

5,过氧化对二苯甲酰( BPO),化学纯

6,异氰脲酸三烯丙酯(TALC),工业级

7,甲苯,分析纯


二,固相接枝共聚方法

往带搅拌器的反应器中,在氮气保护下加入计量的PP;加热至一定温度后,将引发剂溶解在苯乙烯和界面剂甲苯中,分批加进反应器,在恒温下反应至指定时间后,在真空烘箱中干燥至恒重,即得到含PP-g-PS的混合产物。


三,性能分析

1,不同牌号PP对接枝率的影响不同牌号PP的生产工艺、添加剂成分均不相同,其结构与性能亦有差异,而固相接枝反应受PP结构、等规度、粒径、孔隙率等诸因素的影响。对于较高等规度(98%)的均聚F401来说,St难于渗透进PP大分子链中,故接枝率和接枝效率较低;共聚J340和丹阳粉料的等规度低,St就容易渗透PP大分子而发生反应,故接枝率较高。

2,当引发剂用量相同时,以TBP作引发剂的接枝率最高,前人的研究指出,引发剂分解产生的初级自由基活性的高低对于接枝共聚反应有较大的影响。而引发剂BPO与TBP均产生活性较高的自由基 (C6 H5COO或C6 H5),这两种引发剂分别在反应温度120℃与150℃之下的分解半衰期相近;然而BPO作为引发剂的接枝率较TBP的为低,这表明由于链转移反应活化能比聚合的反应活化能高,提高反应温度对增大链转移型接枝反应速度更有效。

3,随引发剂浓度的提高,St 接枝率迅速上升;当引发剂达到一定浓度时,引发剂的用量对St接枝率的影响减弱。马来酸酐接枝率随BPO用量的增加而提高,当BPO用量达到某一浓度时,再进步提高引发剂浓度,反而使接枝率降低,这与本例略有不同。这说明,在不同的反应条件下,引发剂影响接枝率的规律不尽相同。

4,St/PP质量比对St 接枝率的影响当改变St/PP质量比,St的接枝率和接枝效率均有明显变化,St 接枝率随St/PP质量比的增大而提高,而接枝效率却下降。这是由于在反应过程中,同时进行着接枝共聚和St的均聚,两者互相竞争,这一竞争过程,很大程度上决定于St/PP的比值。由于St在PP固体表面上进行吸附和渗透,在引发剂的作用下接枝共聚,St浓度愈高,渗透进PP大分子链的St 就愈多,使接枝率提高。但St 又同进进行均聚反应,St浓度愈高,均聚作用也愈强,故接枝效率有所下降。

5,反应温度对St 接枝率的影响固相接枝聚合反应采取分批加入引发剂的方式,即高浓度的引发剂在短时间内迅速分解,生成大量初级自由基,然后通过链转移产生PP大分子自由基,引发单体接枝聚合。当升高反应温度,使引发剂分解速度加快,则初级自由基浓度增大,链转移常数升高,生成大分子自由基量增多,因而使接枝率提高。

接枝物比纯PP多出3个吸收峰,它们分别是1480cm-1与1600cm-1处单取代苯的环振动吸收峰、1040cm-1处单取代苯环上HH原子面内变形振动吸收峰、700cm-1与760cm-1处单取代苯环上H原子面外变形振动吸收峰。因此,可以判断St已经接枝到PP链上。

6,PP-g-PS接枝共聚物对PP/PS体系相容性的影响―从PP/PS共混物与PPI/PS/PP-g-PS 共混物断面扫描电镜分析可知,在 PP/PS二元共混物中,PS呈海岛状,分散于PP连续相中,分散不均匀,且尺寸较大(0.4~1.5um);PP/PS/PP-g-PS三元共混物中的分散相PS分散得较均匀,且尺寸较小(0.2 ~ 0.5um)。这表明PP-g-PS使分散相PS在连续相PP中分散得较均匀,而且使分散相PS的尺寸细微化,起到了提高PP与PS之间相容性的作用。


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