论文题目: 聚丙烯的亲水性改性研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 姚瑜
导师: 张军
关键词: 聚丙烯,亲水性,接触角,固相接枝,共混改性
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。 通过接枝共聚，在聚丙烯大分子上引入适当的极性基团或支链是聚丙烯亲水改性的一种简单而又行之有效的方法。与传统的聚合方法相比，固相接枝共聚法具有高效节能等优点，目前被广泛地研究与应用。实验采用亲水性的AA作为接枝单体，探讨了反应时间、反应温度、单体用量及引发剂用量等因素对固相接枝反应的影响。通过FTIR证实AA确已接枝到PP链上形成PP-g-AA接枝物，并采用水接触角方法表征了接枝物的亲水性能。实验结果表明，当反应温度为120℃，反应时间为90min，PP：AA：BPO=100：10：0.4(质量比)时，可获得AA最大接枝率1.31％，与未接枝的聚丙烯相比，接枝物水接触角由90°减小到81.3°，亲水性能得到明显改善。DSC结果表明，固相接枝物PP-g-AA的熔融温度T_m和结晶温度T_c略有下降，结晶焓△H_c、熔融焓△H_m略有上升，结晶速率加快，结晶度有所提高；接枝改性提高了PP的热稳定性。 与普通固相接枝法相比，双单体固相共聚接枝改性PP是一种得到高极性PP的有效方法，加入适当比例的第二单体(或称为共聚单体)，可以大大提高接枝单体在PP上的接枝率，同时可以有效抑制在普通固相接枝过程中PP的严重降解，得到性能较好的高极性PP。实验研究了以苯乙烯(St)为共单体，PP固相接枝AA的反应工艺，探讨了反应时间、反应温度、共单体用量及引发剂用量等因素对接枝反应的影响。通过FTIR证实AA和St确实接枝到PP链上形成PP-g-(St-AA)接枝物，并采用水接触角方法表征了接枝物的亲水性能。实验结果表明，当反应温度为120℃，反应时间为90min，PP：AA：St：BPO=100：10：2：0.4(质量比)时，可获得AA最大接枝率4.46％，与相同实验条件下，未加入St的PP固相接枝AA体系相比，接枝物接枝率提高了3.15％，水接触角由
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 聚丙烯亲水性改性研究进展
1.1 聚丙烯固相接枝研究进展
1.1.1 聚丙烯固相接枝改性
1.1.2 聚丙烯固相接枝物的性能
1.1.3 聚丙烯固相接枝物的应用
1.2 聚丙烯共混亲水改性研究进展
1.2.1 共混聚丙烯亲水性的影响因素
1.2.2 共混改性对聚丙烯性能的影响
1.3 纤维表面亲水改性研究进展
1.3.1 亲水整理剂
1.3.2 表面亲水改性的研究
1.4 亲水性的表征方法
1.4.1 接触角
1.4.2 表面张力
1.4.3 X射线光电子能谱
1.4.4 吸水率
1.4.5 其他方法
1.5 本课题主要研究内容
第二章 聚丙烯固相接枝丙烯酸制备亲水性聚丙烯的研究
2.1 实验部分
2.1.1 原料
2.1.2 仪器与设备
2.1.3 PP的固相接枝反应
2.1.4 测试与表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 接枝产物的红外光谱表征
2.2.2 正交实验
2.2.3 反应时间对接枝率和接触角的影响
2.2.4 反应温度对接枝率和接触角的影响
2.2.5 AA用量对接枝率和接触角的影响
2.2.6 引发剂用量对接枝率和接触角的影响
2.2.7 接枝物的热学性质
2.3 结论
第三章 共单体固相接枝制备亲水性聚丙烯的研究
3.1 实验部分
3.1.1 原料
3.1.2 仪器与设备
3.1.3 PP的固相接枝反应
3.1.4 测试与表征
3.2 结果与讨论
3.2.1 接枝产物的红外光谱表征
3.2.2 苯乙烯用量对接枝率和接触角的影响
3.2.3 反应时间对接枝率和接触角的影响
3.2.4 反应温度对接枝率和接触角的影响
3.2.5 引发剂用量对接枝率和接触角的影响
3.2.6 接枝物的热学性质
3.3 结论
第四章 PP/PP-g-AA/EAA共混制备亲水性聚丙烯的研究
4.1 实验部分
4.1.1 原料
4.1.2 仪器与设备
4.1.3 共混物的制备
4.1.4 共混物的表征
4.2 结果与讨论
4.2.1 PP/PP-g-AA/EAA共混比的影响
4.2.2 PP牌号的影响
4.2.3 EAA牌号的影响
4.2.4 PP-g-AA接枝率的影响
4.2.5 PP/PP-g-AA/EAA三元共混体系的形态
4.2.6 PP/PP-g-AA/EAA三元共混体系的红外光谱表征
4.2.7 PP/PP-g-AA/EAA三元共混体系的热学性质
4.3 结论
第五章 聚丙烯中空纤维膜的亲水性改性
5.1 实验部分
5.1.1 实验原料
5.1.2 仪器与设备
5.1.3 表面亲水整理
5.1.4 保水率测试
5.1.5 耐久性测试
5.1.6 形态结构观察
5.1.7 通量测试
5.2 结果与讨论
5.2.1 表面活性剂浓度的影响
5.2.2 浸渍时间的影响
5.2.3 耐久性测试
5.2.4 亲水改性对形貌的影响
5.2.5 通量测试
5.3 小结
参考文献
攻读学位期间成果
致谢
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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