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聚丙烯(PP)是最重要的塑料品种之一,按结构可分为等规、问规和无规PP,也可分为均聚物、无规共聚物及嵌段共聚物等。比较了4种用不同催化剂制备的聚丙烯(PP)树脂在粉料稳定性、熔融加工稳定性、热老化稳定性和辐照稳定性等方面的差异,发现4种PP树脂稳定性的差异很大,其中,用N型催化剂制备的PP稳定性最好。研究结果表明,引起PP稳定性差异的基本原因为:各种PP中存在的催化剂残留种类和数量不同,其结晶度和微观结构也不同。采用均聚PP为基料,通过在均聚PP与乙烯—丙烯—二烯三元共聚物(EPDM)的共混物中加入第三组分——增容剂,再配合一定粒度的适量的滑石粉,研制出适用于制作轿车保险杠的高抗冲改性PP树脂组成物,并就其组成、用量、组分间熔融粘度差以及共混物形态等条件对性能的影响作了初步的探讨。

喷涂PP综合性能好,用途广泛,但由于分子中不含极性基团而亲水性较差,限制了其应用领域。为了克服这一缺点,扩展PP的应用范围,需要对PP材料进行亲水改性。本论文选用共混、等离子体表面处理、等离子体聚合、等离子体引发气相接枝等物理、化学方法,研究了不同的亲水改性工艺对PP亲水性的影响及其结构、形态的变化,并对改性机理进行了探讨。共混改性是一种简便有效的方法。通过将PP与少量亲水助剂共混,制备出亲水性良好的PP切片。与纯PP相比,加入少量亲水助剂使PP熔体的流动性略有提高,但流变行为基本没有变化。因此,亲水改性PP可以采用与纯PP相同的纺丝拉伸工艺进行纺丝。

喷涂PP-改性的PP纤维在水中具有良好的分散性,但纤维表面的亲水助剂易被洗脱,使其亲水性下降;在放置一段时间后,其亲水性又可恢复,可能是亲水助剂重新析出至表面所致。低温等离子体技术是一种“干化学”技术,可以显著改善高分子材料表面的亲水性,同时保持本体的性能不变。本工作利用真空氧等离子体处理PP膜,通过对处理时间、功率、气流量等工业参数的探索和优化,得到改善PP膜亲水性的最佳等离子体条件。PP膜在此条件下进行等离子体表面处理,接触角可以降低到4°,亲水性表现出大幅度的提高。但放置一段时间后,氧等离子体表面处理PP膜的亲水性逐渐降低,不能持久保持。采用等离子体聚合和等离子体引发气相接枝的方法,提高改性PP膜的亲水持久能力。用CH4/ O2混合气对PP膜进行等离子体聚合改性。

喷涂PP-通过对CH4和O2混合气体的体积比和离子体条件的探索,得到优化的工艺条件。PP膜经此条件进行等离子体聚合改性,表现出良好的亲水性,接触角可以达到14°。等离子体聚合改性的PP膜在室温下放置15天后,接触角为55°;而只经过O2处理的PP膜,放置4天后接触角由4°增大为72°。可见,CH4/O2混合气等离子体聚合处理要比选用纯O2等离子体处理的表面亲水效果保持的更长久。等离子体引发丙烯酸(AAc)气相接枝聚合可实现PP膜持久的亲水改性效果。对接枝时间、温度、压强等条件进行了探索,FTIR-ATR、SEM等实验结果表明,只用10min即可成功将AAc接枝到PP膜表面。接枝后PP膜表面接触角为32°,而且基本不随放置时间增加或热处理而增大。文中还对气相接枝机理进行了初步探讨。这种快速有效的等离子体引发气相接枝方法,为聚合物材料表面的永久亲水改性工业化,提供了强有力的实验支持。

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