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聚丙烯接枝物的性能与应用

发布日期:2013-11-08 来自:

(1)大分子相容剂  聚丙烯接枝物在工程塑料合金方面的应用最多,一般作为大分子相容剂以改善材料中不同组分的结合力,提高材料的力学性能。在这方面接枝聚丙烯显示了较好的应用前景。根据接枝单体的不同,接枝物在性质和应用上也有所不同。

①聚丙烯马来酸酐接枝物(MPP)  由于聚丙烯的非极性,它很难与聚酰胺共混形成合金。但若在其中加入适量的MPP接枝物,则可得到性能良好的聚丙烯/聚酰胺(PP/PA)合金。S.Hosoda等人用电镜观察到当PP/PA为70/30时,分散相的粒径为18/zm,拉伸强度为55MPa;当PP/PA/PMA为70/25/5时,分散相的粒径下降到3pm,而拉伸强度提高到63MPa。在PP/PA无PMA存在时,PP呈光滑的圆球存在,材料断面上的PP颗粒或被拉出留下空洞,或被保留而呈突出物。而当加入少量的MPP后断面无此现象,说明两相的结合力得到了加强。关于这方面的研究报道很多。一般认为MPP中的酸酐基团与PA中的酰氨基团发生化学反应,形成了共价键,因而大大地加强了两相的结合力。Dexter塑料公司生产的Dexpro合金就是PP/PA在MPP相容剂存在下的合金。

据专利报道,在上述体系中加入无机填料可使材料的机械性能、耐热性能进一步提高。如在PA6/MPP(60/40)的体系中加入30%的云母和20%的玻纤进行复合,该复合材料的弯曲强度为190MPa,弯曲模量为11400MPa,热变形温度为201℃,吸水率为2.2%。

MPP对聚丙烯/聚酯(PP/PET)也有很好的增容性。这是由于聚酯中的端羟基能和马来酸酐的酐基发生酯化反应形成共价键。向1/1的PP/PBT共混物中加入1Vo的MPP,可使PBT的颗粒半径由17~18t-m下降到2.5肛m。李锦春对PP/PBT共混物的研究也得出了相同的结论。若用液晶聚酯和MPP进行共混可获得一种加工性能和力学性能更优异的塑料合金。在制备PP/PET(PBT)合金时,若将MPP与低分子量的聚酯进行缩和接枝,所得接枝物与聚酯则有更好的相容性和界面结合力。日本专利报道,在20/80的PP/PU中加入5份MPP能很好地改善材料的性能。低温缺121冲击强度从原来的30J/m提高到65J/m,弯曲模量从原来的1090MPa提高到1150MPa。挤出制备的PP/PU共混物,其拉伸强度比不加MPP的PP/PU增加13%以上。

     ②聚丙烯己内酯接枝物(PP—g—PCL)  聚己内酯能与许多聚合物有很好的相容性,因此,PP-g-PCL也能与这些聚合物相容,可作为大分子的相容剂以提高PP与PC、PET、PVC、PVCL2、SAN等共混物的性能。张其锦和T.C.Chong分别用不同的方法合成了PP_g—PCL接枝物。Chong等用合成的PP—g—PCL接枝物作为相容剂对PP/PC、PP/PCL、PP/PVC共混物作了仔细的研究。共混物在接枝物的作用下形成了分散均匀的聚合物合金。它们的光学显微照片和ESM照片清楚地表明了该接枝物使本来根本不相容的两种聚合物变得非常相容。

③聚丙烯苯乙烯接枝物(PP—g-PSt)  李乔均等用PP-g-PSt接枝物作相容剂研究了PP/PSt共混体系。SEM照片表明在相容剂的作用下共混物的分散性比无相容剂时要好的多。意大利Hi—mont公司与日本三菱瓦斯公司Hivalloy,将PSt接枝到PP上使之与PPE进行相容性共混。共混物的韧性、表面硬度和ABS相近,但成本只有ABS的几分之一。④其他P.Hietaoja等人用接枝上嗯唑啉基团的PP作相容剂,进行了PP与PA、PBT共混的研究。因嗯唑啉基团能与氨基、羧基反应,因此,两组分的相容性极好,共混物的韧性得到了很大的提高,而刚性却没有减少。

(2)大分子偶联剂  含有强极性基团的MPP和PP—g—PAA接枝物与无机材料如碳酸钙、滑石粉等有很强的作用力。因而可作这些复合材料的大分子偶联剂。接枝聚丙烯在这一领域里的应用也非常活跃。

(3)其他方面的应用  国外不少文献报道了接枝改性聚丙烯可用于制备半透膜、交换膜等。吴锦远用MPP和PP.g—PAA制备出了具有较大容量、较高洗脱率和再生率的离子交换树脂,该树脂适用于二价离子的回收、富集。S.Ito等人将配位基团引入到PP薄膜上用于检测水中的重金属离子。

最近,聚丙烯接枝共聚物在生物医学中也有了应用。有些接枝物已成功地用在了人造血管上。E.M.Abdel—Bary进行了聚丙烯与丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯混合单体的接枝反应,据称这种材料可作为生物医学材料。

合成了聚丙烯的乙烯吡咯酮接枝物和甲基丙烯酸二甲基乙酯接枝物。该接枝物添加于聚丙烯中可有效地提高聚丙烯的耐油抗氧化力,其氧化诱导期延长了近10倍。