PP熔融接枝PP熔融接枝.ppt

马来酸酐的作用 马来酸酐中酸酐官能团的存在使其双键的反应活性降低,为了增加接枝率,就需要使用引发剂并增加其用量,但这会带来聚烯烃的降解和交联等副反应,这是因为大分子自由基与单体在发生接枝反应的同时,甲基与亚甲基脱氢后倾向于交联,而次甲基脱氢后倾向于裂解 主要原料 主要设备 Z S K一3。双螺杆挤出机 G H一1 0 高速混合器 ZX Y一4 0 0 熔体流动指数测定仪 X S 一ZY一12 5A 塑料注射成型机 试验方法 将接枝单体马来酸醉(M A H ) 和过氧化物引发剂( D C P ) 用一定量的溶剂充分溶解后, 倒入已称量的P P 树脂中, 加入一定量的稳定剂后, 将其投入高速混合器中, 混合10 一20 秒。混好的物料待溶剂(丙酮) 基本挥发后, 加入自动加料器内, 在一定的加料速度和螺杆转速下, 通过适宜的温度控制、于挤出机内进行熔融接枝反应, 并随即牵引成条。经冷却、切粒,最后将接枝P P 的颗粒进行热固处理, 除掉未反应的接枝单体 MAH 。 接枝反应的原理 以过氧化二异丙苯{DCP} 为引发剂, 产生的自由基R.首先夺取丙烯上的活泼氢原子— 叔碳原子氢, 生成聚合物大分子自由基: 产生的P’ 可与M A H 的双键加成而产生新的自由基: 分析试样的制备、光谱 把M A H 熔融接枝P P 的产物与二甲苯配成一定浓度的溶液, 加热使其充分溶解, 再加入丙酮使其沉淀, 然后过滤, 将滤饼用丙酮洗五次, 除去未反应的M A H, 然后真空干燥, 供红外光谱分析应用。 从纯P P 树脂的谱图来看( 见图1 ), 1700~1800c m 、处曲线比较平直, 无任何峰值变化。图2 是接枝率为0.46 % 的接枝P P 红外光谱图, 在1700 ~ 1800c m 处有较明显的峰出现, 该峰即为羧基的吸收峰。 影响接枝反应的因素 ( 1) 引发剂品种及用量的影响 在过氧化物引发剂的选择方面, 先后试用了过氧化苯甲酰( B P O ) , 过氧化二异丙苯( D C P ) , 过氧化二叔丁基( D T B P )。并在一定的工艺条件和M A H 相同量的前提下, 经过熔融接枝反应, 将所测接枝率列在表3，在图3 中表示了引发剂用量对接枝率的影响。 从该图中可明显看出随着过氧化物引发剂用量增加而接枝率也逐渐增加, 但用量到1 %左右时趋于平缓。经双螺杆挤出机进行熔融接枝反应的操作中可看出, 随着过氧化物引发剂用量的增加而扭矩下降, 这说明树脂的降解也越趋严重。所以应当控制好引发剂加入量。 接枝单体M A H 用量对接枝率的影响 当挤出机机身最高温度为1 90 ~ 1 95 ℃, 机头温度为165 ℃ , 螺杆转速为80r/min、在一定量引发剂存在下, 采用不同用量的马来酸酸酐,考核对接枝率的影响( 见表4)。由此表可见, 在引发剂D C P 用量及其它条件固定的情况下, 随着接枝单体M A H 用量的增加, 接枝率有所提高. 但是转化率下降, 游离的M A H 增加,接枝率有所提高. 但是转化率下降, 游离的M A H 增加, 这样会使接枝物的提纯处理带来困难, 经综合考虑,接枝单体的用量以树脂用量的百分之一左右为好. 反应温度的影响 用于聚丙烯熔融接枝反应的Z S K一30 双螺杆挤出机, 包括机筒和机头共六个加热段·可分为进料区、反应区和计量区, 每段的温度要控制适当。对于P P /M A H / D C P ~ 1 0 0 / l / 0.3的体系, 螺杆转速为8 0 r/ min, 加料速度一定时, 进行熔融接枝反应, 产物的接枝率与反应温度的关系见表5 . 从表5 可看出 在表上所设定的三个温度范围内, 反应温度偏高, 则接枝率偏低, 其原因是在较高温度下, 接枝单体M A H 容易升华, 引发剂D C P 的半衰期缩短,使参加反应的自由基数量减少所致。综上所述关于六段较适宜的温度控制如下所示 螺杆转速的影响 在一定的加料速度条件下, 螺杆转速快慢体现了物料停留时间的长短。停留时间越长则反应也越充分。对于P P / M A H / D C P = 1 0 0 / 1 /0.3 的体系, 挤出机反应区温度在1 85 ~ 1 95 ℃时, 在不同螺杆转速下进行接枝反应, 所得产物的接枝率见表6。 从表6 可看出, 在一定的温度和加料速度下, 螺杆转速越慢则接枝率也偏高, 但是当螺杆转速太慢时则对物料的剪切力下降.使系流的扭矩加大。另外物料停留时间长, 会造成P P树脂加速降解, 螺杆转速一般控制在80 ~ 160r /m i n 。 接枝物熔体流动速率（MFR)的测定及与其接枝率的关系 从试验可知, 在接枝反应系统中所反映出来的扭矩比纯树脂的扭矩要小, 而且随着DCP用量的加大, 扭矩呈递减的趋势。这是因为PP树