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研究与开发
合成树脂及塑料,2010,27(1):30
CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
马来酸酐熔融接枝全同聚1-丁烯
马玉杰赵永仙姚薇黄宝琛
(青岛科技大学,教育部橡塑材料与工程重点实验室,山东青岛,266042)
摘要:采用马来酸酐(MA团熔融接枝全同聚1-丁烯,研究了MAH及第二单体苯乙烯S)、复配引发剂、温度
对接枝率的影响,用傅里叶变换红外光谱法表征接枝产物。结果表明:2种单体和复配引发剂用量对接枝率有较大
影响,加人t提高了接枝率,引发剂过氧化二异丙苯与过氧化二萃甲酰质量比为3:1时接枝率最高,接枝率随着
温度的升高而增大。
关键词:全同聚1-丁烯马来酸酐苯乙烯熔融接枝复配引发剂
中图分类号:TQ325.:15文献标识码:B文章编号:1002-13962010)01-0030-03
全同聚1ー丁烯(iPB)具有良好的力学性能,但未反应的单体及其自聚物、MAH-St共聚物(SMA)
iPB无极性。利用化学接枝,引人极性基闭可改变仍溶于溶液,而iPB及接枝物被沉淀,沉淀物经真
PB的极性,提高其表面能,从而使其具有良好的空烘干24h。
染色性、黏结性、抗静电性、亲水性,并与其他极性1.4接枝产物接枝率的表征
高分子材料或无机填料有较好的相容性。
提纯后的接枝物在150℃下热压成膜,对试
本研究室与寿光天健化工有限公司合作,在样进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析。定量分
国内首先实现iPB的且业化生产。研究PB的官析时以1152cm1处的PB特征峰作内标,对红
能团化是扩大PB应用的重要途径,马米酸酐外谱图上的羰基特征峰(1781cm)和PB特征峰
(MA田接枝聚丙烯已经实现了工业化,但对PB(1152cm")的峰面积进行积分,两峰面积之比
官能化的研究还未见报道。
(S1w/S1)即为两基闭吸光度之比(Rwu,它反映了
PB.上.MAH接枝量的相对大小,即MAH的相对
1实验部分
接枝率;同样,可计算苯环特征峰(704cm')与
1.1原料
PB特征峰的吸光度之比(Rn),以表示St的相
iPB,全同含量为98%,熔体流动速率为0.43对接枝率阿。
g/10min,寿光天健化工有限公司提供;MAH,分
析纯,天津市博迪化工有限公司生产;过氧化二异2结果与讨论
丙苯(DCP),过氧化二苯甲酰(BPO),均为化学纯,2.1FIIR分析
上海埃彼化学试剂有限公司生产;苯乙烯(St),化
从图1看出,与纯iPB相比,MAH接枝PB
学纯,天津市大茂化学试剂厂生产。
(PB-g-MAH与SMA接枝iPB(iPB-g-SMA)的谱
1.2仪器与设备
图中1782cm1和1858cm1处为羰基吸收峰,
SHJ-36型双螺杆挤出机,南京杰恩特机械有可以确认MAH被接枝到iPB上。同时,对比iPB
限公司生产; Vertex70型全数字化傅里叶变换红
外光谱仪,德国 Bruker公同生产。
1,3试样制备
收稿日期:2009-08-07;修回日期:2009-10-27
将一定量的iPB,MAH,St,DCP,BPO预先混
作者简介:马玉杰,女,1984年生,在读硕士研究生
合均匀,用双螺杆挤出机熔融接枝,主机频率为
主要从事高聚物结构与性能的研究。联系电话
13869841976;E-mail:wangmayujie@126.com
5Jz,挤出后造粒,干燥。
基金项目:国家863计划资助项目(2006AA037546)e
将1g接枝物放入锥形瓶中,加入80mL
通讯联系人。E-mail:zhaoyongxian@qust.edu.cn;联系电
甲苯加热至接枝物全部溶解,然后加入过量丙酮,
话:(053284022951
第1期
马玉杰等.马来酸酐熔融接枝全同聚1-丁烯
8-MAH与iPB-g-SMA的谱图发现,添加St对
MAH的接枝有明显促进作用,加入St后羰基吸
收峰显著增强
IPB-9-MAI
IPB-R-SMA
反应温度
图2反应温度对RMw的影响
00018001600140012001000800600
Fig. 2 Effect of temperature on R wa of the grafted IPB
波数/(cm
注:MAH用量为3.000phr,DCP用量为0.225phr,BPO
用量为0.075phr,St用量为3.000phr
图1纯PB及其接枝物的FIR谱图
tig. I FTIR spectra of IPB, IPB-G-MAH and IPB-G-SMA
的MAH单体可以单独接枝在PB大分子链上,此
注:反应温度为150℃,MAH用量为30 phr, DCP F用量为时接枝率达到最大。继续增加MAH,MAH与PB
0.225phr,BPO用量为0.075phr,St用量为3.000phro
可能发生相分离,导致MAH的接枝率下降。
2.2反应条件对PB接枝率的影响
1.6
2.2.1m(DCPm(BPO)对接枝率的影响
当m( DCPYM(BPO)为3:1时,RM达最大值
2.257,即MAH接枝率最大。这是由于此时2种弓
发剂具有协同作用,引发效率最高。m(DCP)
12
m(BPO)为4:0时,RwH为1.452;m(DCPm(BPO
1.0
为1:1时,RwH为0.545,即m( DCP)/m(BPO)为
4:0时的接枝率小于3:1而大于1:1。这是由
于在m( DCP/m(BPO)为1:1时,BPO的比例增大,
MAH用量/phr
而BPO的引发效率远小于DCP,此时复配引发剂
?3MAH
用量对R。?的影响
的引发效率较低。
Fig. 3 Effect of MAH content on Rs M of the grafted IPB
2.2.2反应温度对接枝率的影响
注:反应温度为150℃,St(未除阻聚剂)用量为3.000phr,
由图2可见,随着反应温度的提高,MAH接
DCP用量为0.225phr,BPO用量为0.075phr
枝率(即RM)不断提高。这是因为反应温度升高,2.2.4t用量对接枝率的影响
引发剂分解速率增大,2种引发剂的协同效应随
当体系中St用量少于MAH时,生成的SMA
着温度升高而增强,大分子自由基的浓度增大,同较少,有一部分MAH仍以单体的形式与iPB链
时单体的活性也提高,从而促进反应,MAH接枝自由基进行接枝反应,但MAH的接枝活性要比
率增大。但反应温度也不宜过高,因为反应温度过SMA低,因此,Raww比m( MAHVM(Sい为1:1时低
高可促进交联等副反应,造成产品变黑或部分凝(见图4)。当体系中St用量多于MAH时,一部分
胶,使接枝产物性能变差。
St与MAH相互作用生成SMA,另一部分St单体
2.2.3MAH用量对接枝率的影响
可使PB大分子链自由基反应生成相对稳定的苯
由图3可看出,当MAH用量为3.000phr,乙烯基大分子自由基,由于苯乙烯基大分子自由
m(MAH∥m(S)接近1:1时,2种单体即可较好地基的相对稳定性,使其进一步与SMA反应的活性