等离子体引发聚丙烯接技苯乙烯共聚物的合成及性能3.PDF

第 4 期 高 　分 　子 　学 　报 No . 4 1997 年 8 月 AC TA POL YM ER ICA SIN ICA Aug. ,1997 等离子体引发聚丙烯接技苯乙烯共聚物的合成及性能 胥伟清 　朱进山　徐纪平 ( 中国科学院长春应用化学研究所 　长春 　130022) 摘 　要 　将等离子体接枝技术用于聚丙烯接枝苯乙烯共聚物的合成. F TIR 、SEM 及 XPS 证 明所得产物为接枝共聚物. 研究了不同等离子体处理体系压强 、处理功率 ,反应瓶不同直径 、 体积 ,不同接枝聚合反应时间、温度对接枝率的影响. 利用接枝共聚物制备了硫酸钠型离子交 换膜 ,并对其电性能进行了初步探讨. 关键词 　原生态聚丙烯 ,等离子体 ,接枝共聚反应 ,苯乙烯 ,离子交换膜 离子交换膜又称离子选择透过性膜 ,主要用于电渗析装置. 它要求较高的选择性 、较 低的膜电阻、较高的物理强度 、好的结构均匀性且价廉. 根据膜中活性基团分布的均一程 度 ,离子交换膜可以分为异相膜和均相膜 ;若根据在膜本体上的不同电荷 ,又可分为阳离 子交换膜和阴离子交换膜[ 1 ] . 工业应用的离子交换膜 ,多为聚乙烯与离子交换树脂进行物理共混后制得 ,属异相 , 各部分性质不均一 ,膜电阻高 ,耐温性差. 又由于非极性聚烯烃与极性树脂间为机械混炼 , 而非极性聚合物简单地与极性聚合物的共混会发生明显的宏观相分离[2 ] ,则膜的物理强 度难免会低. 因此 ,人们便试图将聚烯烃与苯乙烯间用化学方法结合起来 ,如接枝共聚 , 以 获得性能均一的均相膜. ( 聚烯烃接枝聚合物合成的方法 中 , 最常用的为 以过氧化物作引发剂 , 在高温 ) 100 ℃ 下 ,通过溶液或熔融反应制备 ,但在接枝的同时引起聚烯烃的交联和接枝单体均聚 物的大量生成 ,接枝效率低. 采用钴60 或其它辐照引发接枝合成聚烯烃接枝聚合物 ,接 枝对象几乎全为膜材料. 而等离子体处理接枝是一种新的合成接枝聚合物方法 ,最大的特 点是只在聚合物表面产生活性中心[3 ] ,与用钴60 辐照接枝有着明显的差别. 以往等离子 体引发的接枝聚合只限于膜材料 ,用以制备醇水分离膜[4～6 ] ,只最近林 　晓等作了粉料 聚乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯的报道[7 ,8 ] . 本文主要采用等离体接枝技术 ,对原生态粉料聚 丙烯接枝苯乙烯 ,通过控制不同等离子体处理条件和后聚合条件 ,制备了不同接枝率的苯 乙烯接枝共聚物. 并利用此接枝共聚物制备了磺酸钠型均相离子交换膜 ,对其电性能进行 了初步的探讨. 1 　实验部分 11 　原料 、试剂及仪器 原生态聚丙烯为辽阳石油化纤公司生产的聚丙烯 5004 型号的中间产品粉料 ,即刚刚 收稿 修稿 ; 通讯联系人 4 16 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 4 期 胥伟清等 :等离子体引发聚丙烯接枝苯乙烯共聚物的合成及性能 4 17 聚合出来 ,没经过热处理加工 、未加任何添加剂的粉料. 熔融指数 2 5～4 0 ,为单斜晶系 α 的 晶型全同立构聚丙烯 ,粒度 200 目. 苯乙烯经碱洗 、减压蒸镏. 二者均置于冰箱中 5～ 8 ℃保存备用. 等离子体发生器为农安电子仪器厂生产的 GP300I 型、频率 1356M Hz 的 射频发生器 ;真空系统由旋片式真空泵 、液氮冷阱、热偶真空规管及复合真空计构成. 12 　接枝共聚 除特别注明外 ,反应器为长 110mm 、直径 34mm 、体积 86ml 的圆柱安瓶. 在反应瓶中 加入 10～1