发泡高熔体强度聚丙烯研究进展

高熔体强度聚丙烯具有优异的物理机械性能,其发泡制品拥有广泛的用途。文章综述了制备高熔体强度聚丙烯的制备方法,主要有直接聚合法、辐射接枝交联法、硅烷接枝交联法等。硅烷接枝交联法成本适中、产品质量优异,是目前最有希望的改性技术。综述了发泡高熔体强度聚丙烯材料的应用。     

反应挤出法制备高熔体强度聚丙烯的研究

采用不饱和硅烷为接枝单体,不饱和烯烃为交联助剂,在双螺杆挤出机上一步法实现了均聚型聚丙烯(PP)的接枝交联,制得了高熔体强度PP。结果表明,接枝单体、交联助剂、引发剂均显著地影响PP的熔体流动性能。在硅烷和交联助剂共存的条件下,PP的熔体流动性能随引发剂过氧化苯甲酰(BPO)用量的增加而下降。交联助剂起到稳定大分子自由基的作用,增加了硅烷的接枝效率和接枝速率;并指出硅烷接枝交联法是目前制备高熔体强度PP方法中最有希望实现工业化生产的技术。     

一步法硅烷接枝交联改性聚丙烯的研究

采用反应挤出法一步实现聚丙烯（PP）的硅烷接枝和交联改性，制备出了具有部分交联结构的高熔体强度PP。通过改性前后红外光谱、熔体流动性能、凝胶含量、结晶行为、力学性能和发泡性能的变化考察了改性对材料性能的影响。结果表明，一步法改性后PP大分子中引入了硅烷接枝交联结构，使熔体强度、熔体黏度提高，熔体流动速率显著降低，并且体系中出现了高达48％的凝胶；交联结构的引入使PP的结晶速率减缓；改性后材料的力学性能有所提高，而发泡性能大大改善，可以获得高质量的泡沫塑料。     

乙烯基不饱和硅烷交联改性PP制备HMSPP

采用乙烯基不饱和硅烷接枝交联复合改性聚丙烯(PP)制备高熔体强度聚丙烯(HMSPP)。由正交试验可知,过氧化二苯甲酰对乙烯基长链不饱和硅烷交联改性PP制备的HMSPP熔体强度的影响最显著。通过优化实验得到的HMSPP熔体强度为19.9cN。二乙烯基苯(DVB)作为助交联剂可有效提高HMSPP的熔体强度,w(DVB)不宜超过1.0%。苯乙烯质量分数为1.0%时,对HMSPP链断裂抑制较明显。采用复合改性PP制备的HMSPP的断裂拉伸应变略有下降,熔体强度相比PP提高4.7倍,悬臂梁缺口冲击强度提高0.82倍。     

高熔体强度聚丙烯的研究进展

综述了国内外采用接枝与交联改性法制备高熔体强度聚丙烯(HMSPP)的研究进展。分析了目前采用接枝与交联改性PP所存在的问题,指出硅烷接枝交联改性技术的成本适中,产品质量好,是获得HMSPP的最有希望的改性技术。     

原材料对硅烷接枝交联高熔体强度聚丙烯流动性能影响的研究

采用不饱和硅烷为接枝单体,不饱和烯烃为共单体,在双螺杆挤出机上实现均聚型聚丙烯的接枝交联,制得了高熔体强度聚丙烯。实验通过熔体指数(MFR)和凝胶含量的变化研究原材料对改性PP的影响。结果显示,体系中的试剂均严重影响材料的熔体流动性能。在硅烷和共单体共存的条件下,材料的熔体流动性能随引发剂A含量的增加而下降。共单体起到稳定大分子自由基的作用,增加了硅烷的接枝效率和接枝速率,共单体与硅烷最佳摩尔比为1∶1。改性后材料的耐热性、力学性能等均有较大提高。     

一步法硅烷接枝交联改性均聚型聚丙烯的研究

通过反应挤出法一步实现均聚型聚丙烯的硅烷接枝和交联,制备出具有部分交联结构的高熔体强度聚丙烯。通过熔体强度、熔体黏度测试和熔体流动速率(MFR)、凝胶含量的变化研究了试剂体系对接枝交联改性的作用。结果显示,改性PP的MFR可降低至0.5g/10m in以下,熔体强度提高4.1倍,熔体剪切黏度提高1.707倍;加入的助剂体系中的各个组分都是有效和必要的,而且体系各个组分之间有相互协同作用;改性配方中各个组分的用量比显著影响改性PP的熔体流动速率和凝胶含量,当引发剂、接枝单体、接枝助剂的用量比为(0.36~0.54)∶1∶0.38时,可以获得最佳的改性效果。     

丙酮溶剂法挤出交联改性聚丙烯制备HMSPP

对聚丙烯T30s接枝交联复合改性制备高熔体强度聚丙烯(HMSPP)进行了研究,分别由正交实验和曲面响应分析可知,BPO对乙烯基长链不饱和硅烷交联改性T30s粒料和粉体制备HMSPP熔体强度的影响最显著;在粒料反应中通过优化实验,得到的HMSPP熔体强度为19.9 c N;在粉体反应中,通过优化实验,得到的HMSPP熔体强度为21.1 c N。二乙烯基苯(DVB)作为助交联剂可有效提高HMSPP的熔体强度,St对PP链断裂抑制较明显。交联改性中聚丙烯WB130的加入可使改性制得的HMSPP熔体强度显著提高,当WB130加入量为40%时,熔体强度可达34 c N。     

硅烷固相接枝熔融法制备交联聚丙烯

以硅烷为接枝单体，采用固相接枝法得到硅烷接枝聚丙烯，将接枝产物水解熔融得到交联聚丙烯（MPP），研究了接枝单体和引发剂种类对聚丙烯（PP）固相接枝率的影响，选择相同条件下接枝率最大时所用单体3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MAPTMS）和引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）考察后续交联产物性能，进一步研究了MAPTMS和TBPB加入量对MPP熔体流动速率（MFR）、凝胶含量、结晶温度、熔融温度、弹性模量和复数黏度的影响。结果表明：与纯PP相比，MPP的MFR降低，凝胶含量、弹性模量、复数黏度均升高，当MAPTMS与TBPB加入量分别为0.06,4.00 mL时，MPP的MFR降至2.4 g/10 min，凝胶含量高达54%，弹性模量和复数黏度均达到最大；与纯PP相比，MPP显示出更高的结晶温度，更低的结晶温度，产物不发生相分离。     

硅烷接枝交联法制备发泡用高熔体粘度聚丙烯

以过氧化物为引发剂,不饱和硅烷为接枝单体,不饱和烃类为接枝助剂,并加入交联催化剂,通过反应型双螺杆挤出机一步实现共聚型聚丙烯的接枝和交联;制备出了可用于发泡的高熔体粘度聚丙烯。通过熔体质量流动速率(MFR)和凝胶含量的变化,研究试剂体系对接枝交联改性的作用。结果显示,改性后PP的MFR可降低至0．1 g／ 10min以下,凝胶含量可高达48％以上,体系中各组分都显著影响改性材料熔体的流动性和凝胶含量,缺一不可。随引发剂和硅烷单体含量的增加,体系熔体流动性逐渐降低,凝胶含量增加。而硅烷单体与接枝助剂的最佳量之比为1 :1。通过PP改性前后的力学性能和发泡性能对比研究表明,接枝和交联使改性后PP的耐热性、抗冲击性、拉伸性能均有所改善;而且用改性PP发泡可以获得泡孔均匀、细密,且具有独立泡孔的高质量泡沫塑料。