高性能聚乙烯—聚苯乙烯接枝共聚物的制备、结构及性能研究

论文摘要

利用高能射线预辐照聚乙烯树脂产生的过氧化物作为引发剂,采用悬浮接枝将苯乙烯（St）接枝聚合到线性低密度聚乙烯（LLDPE）分子链上,使LLDPE和St以共价键键合到一起,制备得到高性能LLDPE-g-PS共聚物,对单体浓度、反应温度以及物料配比等影响接枝率的因素进行了研究。利用FTIR、1H-NMR以及XPS对接枝物的化学结构进行了表征。在LLDPE-g-PS的FTIR谱图上发现三组新峰,其中3060 cm-1、3026 cm-1处为C-H的特征吸收峰,1602 cm-1处为苯环上C=C的特征吸收峰。LLDPE-g-PS（?）勺’H-NMR谱图显示在1.614ppm、1.511ppm位置处出现化学位移峰,这是C-H的化学位移位置,在6.5-6.7ppm处出现三组化学位移峰,这是苯环上的氢的化学位移位置。XPS表征发现在LLDPE-g-PS的C1s谱图上有对应于饱和碳（284.6eV）的峰,以及与氧原子连接的碳（-C-0-）285eV处的峰,LLDPE-g-PS（?）勺O1s谱图在533.5eV处出现明显的峰,这是-C-O-键的峰。以上结果说明了PS接枝到了LLDPE分子上。通过WAXD、DSC（?）寸LLDPE-g-PS的结构和性能进行了研究。发现LLDPE-g-PS的熔融温度较LLDPE降低,结晶温度较LLDPE提高,这是因为引入支链使LLDPE分子结构不再均匀,导致成核时的表面能位垒降低,促使结晶温度升高。LLDPE-g-PS的结晶速率高于LLDPE。对不同接枝率的LLDPE-g-PS的拉伸性能进行了测试,发现其拉伸强度和断裂伸长率没有明显变化。利用SEM对LLDPE-g-PS（?）勺形貌进行了观察,发现PS与LLDPE接枝后形球状。LLDPE-g-PS和LLDPE的流变性能测试表明LLDPE-g-PS（?）勺复合黏度、储能模量以及损耗模量均小于LLDPE。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 PE与PS的概况
• 1.2 PEPS的共混改性
• 1.2.1 接枝共聚物增容改性PE/PS共混体系
• 1.2.2 嵌段共聚物增容改性PE/PS
• 1.2.3 PE/PS共混体系的反应性增容
• 1.2.4 PE/PS共混体系的原位增容
• 1.2.5 PE/PS的其它共混改性方法
• 1.3 PE与PS的化学接枝改性
• 1.3.1 溶液接枝法
• 1.3.2 熔融法
• 1.3.3 固相接枝法
• 1.3.4 悬浮接枝法
• 1.4 PE/PS的辐射接枝改性
• 1.5 PE/PS的其他改性方法
• 1.6 本论文选题的目的和意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要原料和试剂
• 2.2 主要实验仪器和设备
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 工艺条件的确定
• 2.3.2 LLDPE预辐照
• 2.3.3 LLDPE-g-PS接枝物的制备
• 2.3.4 LLDPE-g-PS接枝物的纯化
• 2.3.5 接枝率的测定
• 2.3.6 苯乙烯转化率的测定
• 2.3.7 LLDPE-g-PS的表征
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 影响接枝率的因素
• 3.1.1 反应温度对接枝率的影响
• 3.1.2 BPO用量对接枝率的影响
• 3.1.3 LLDPE与St配比对接枝率的影响
• 3.1.4 悬浮液组成对接枝率的影响
• 3.2 悬浮接枝聚合反应的转化率
• 3.3 LLDPE-g-PS的结构表征
• 3.3.1 LLDPE-g-PS的FTIR表征
• 1H-NMR表征'>3.3.2 LLDPE-g-PS的¹H-NMR表征
• 3.3.3 LLDPE-g-PS的XPS分析
• 3.4 LLDPE-g-PS的性能表征
• 3.4.1 LLDPE-g-PS的WAXD分析
• 3.4.2 LLDPE、PS及LLDPE-g-PS的高温GPC表征
• 3.4.3 LLDPE-g-PS的DSC表征
• 3.4.4 LLDPE-g-PS的等温结晶动力学
• 3.4.5 LLDPE、PS及LLDPE-g-PS的力学性能
• 3.4.6 LLDPE-g-PS的电镜表征
• 3.4.7 LLDPE-g-PS的流变行为
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢