【正文】 ................................ 20 湖北工程學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)論文 II POEgGMA的制備及其增容 PP/PA6共混物的性能研究 摘要 ： 采用熔融法制備乙烯 辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(POEgGMA)。湖北工程學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)論文 I 目 錄 摘要 ................................................................................................................................ II 關(guān)鍵詞 ............................................................................................................................. II Abstract ............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 POEGGMA 接枝 PP/PA6 共混物力學(xué)性能分析： ... 錯誤 !未定義書簽。研究結(jié)果表明： 在 PP/PA6共混物中加入適量的 PA6可以提高 PP的拉伸強度，當(dāng) 在PP/PA6共混體系中加入相容劑 POEgGMA， 不僅能夠改善 PP/PA6共混物的相容性，而且能夠使 PP/PA6共混物在保持較高拉伸強度和彈性模量的同時，大幅度地提高共混物的缺口沖擊度和斷裂伸長率，與純 PP相比提高幅度顯著增大。聚丙烯之所以能獲得如此迅速的發(fā)展，有以下幾個方面的原因：（ 1）綜合性能優(yōu)良，性能范圍寬；（ 2）無毒害、易回收，具有環(huán)保優(yōu)勢；（ 3）丙烯原料來源豐富、廣泛；（ 4）生產(chǎn)能耗低，低于任何一種樹脂品種，污染少；（ 5）生產(chǎn)工藝簡單、經(jīng)濟，且具有多方面的適應(yīng)性（可以市場要求生產(chǎn)不同性能、牌號的產(chǎn)品）。 PP 的改性研究進展 目前，無論國內(nèi)外關(guān)于 PP 共混改性的研究都已非?；钴S。國際市場的競爭對國內(nèi)市場也產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，對于這種影響，我們應(yīng)積極響應(yīng)湖北工程學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 并 采取相應(yīng)的對策，提高國內(nèi)的生產(chǎn)能力并擴大市場應(yīng)用，使國內(nèi) PP 的生產(chǎn)與應(yīng)用緊隨世界發(fā)展潮流。目前開發(fā)的熱點是用馬來酸酐和丙烯酸接 PP，接枝賦予 PP 極性后便可與聚合物共混制成各種合金。普通玻纖增強 PP 雖然具有很高的剛性、硬度和拉伸強度，但沖擊強度很低，加入彈性體并同時加入交聯(lián)劑，結(jié)果達到了增強 /增韌互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)動態(tài)交聯(lián)技術(shù)的協(xié)同作用，實現(xiàn)了剛性和韌性的最佳匹配。國內(nèi)外通過多種方法對普通尼龍 6 進行增韌改性， 增韌后的 尼龍 6 廣泛應(yīng)用于交通、電 子 電器、消費品、機械工業(yè)和其他行業(yè)。無機非彈性體增韌尼龍 6 具有較好的剛性、韌性平衡，其發(fā)展前景好。在國內(nèi)， PA6 工程塑料消耗量相對較少，國產(chǎn)產(chǎn)品僅為總消耗量的 8%左右，生產(chǎn)能力的缺口相當(dāng)大。尼龍 6是 PA中最 堅 韌的一種，它具有彈性好、沖擊和拉伸強度高、耐磨和加工流動性好等優(yōu)點，但 是 吸水性大、吸水后沖擊強度和彈性模量下降、形狀和尺寸穩(wěn)定性變差等缺點。 湖北工程學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 所以我們將適量的 PP和 PA6共混克服它們固有的缺點，性能上取長補短 ,拓寬PP的應(yīng)用領(lǐng)域 。 但其共混體系的性能受很多因素的影響。對于 PP/PA6共混物的研究大多局限于二元體系上，工業(yè)技術(shù)期待能夠研制 PP/PA6與無機填料或其它物質(zhì)復(fù)合的多元共混體系，使復(fù)合材料具有更加優(yōu)異的性能，以便 PP/PA6共混物應(yīng)用更加廣泛。這些共聚物都含有能與 PA6中的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的極性基團，共混過程中形成的接枝共聚物與 PP和 PA6都有良好的相容性 [14]，由此改善了兩相間 的表面性質(zhì)，提高了相界面粘結(jié)，以改善兩者的相容性。 主要應(yīng)用領(lǐng)域是電線電纜、汽車部件、織物涂層、增韌劑等。相信隨著廣大科研人員的研究和開發(fā)， POE將在更廣闊的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。將 POEgGMA 作為增韌劑，分別加入到聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、 PBT 中，可以顯著提高這兩種材料的韌性，得到 “超韌 ”共混物；郭建兵等 [21]的研究表明，隨著 POEgGMA 含量的增加， POEgGMA 在 PBT基體中的尺寸更小， PBT 的結(jié)晶度逐漸降低。由于非極性的聚丙烯與極性的聚酰胺的相容性差，采用簡單共混制備的共混物會產(chǎn)生明顯的分相共混物性能劣化，失去使用價值。然后 80℃ 條件下在 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 中烘 12小時。 然后在 240℃ 下分別熔融共混 ， 制備標準試樣用于力學(xué)性能的測試 。 接枝率：按下式計算： 01( ) 1 4 2 . 1 5 100%1000C V VR m? ? ???? (1) 式中 ： C 為 KOH乙醇標準溶液的濃度 (mol/L)； V0為空白滴定消耗的標準溶 液體積 (ml)； V1為滴定消耗的標準溶液體積 (ml)； 為 GMA 的相對分了質(zhì)量 ； m為純化樣品的質(zhì)量 (g)。按照要求分別記下最大值應(yīng)力，彈性模量，行程。 沖擊強度按下式計算： dbAa kv??kv (4) 式中： Akv 為度盤上讀出的沖擊樣品所消耗的功，單位：焦耳 b 為樣品寬度，單位 mm d 為樣品的厚度，單位 mm POEgGMA 及純 POE 的紅外分析 ： 4000 3500 3000 2500 20xx 1500 1000 500W ave num ber ( cm1)(b) (a )1725 cm1Transmittance (%)2849 cm12197 cm11465 cm1719 cm1 圖 1（ a） POE 和（ b） POEgGMA 的紅外光譜圖 圖 1 POE 和 POEgGMA 光譜圖 中在 2197 cm1和 2849cm1處出現(xiàn)了 CH3吸收峰，在 1465 cm1和 719 cm1處出現(xiàn)了 CH=CH2吸收峰，而 POEgGMA 在1725 cm1處出現(xiàn)了 C=O 的明顯吸收峰，而 POE 中并沒有出現(xiàn)此峰。 （ 2）滴定過程中可能產(chǎn)生了絮狀沉淀物 （ 肉眼不一定看得見 ） 以至于有色指示劑和 NaOH被沉淀物包裹而導(dǎo)致顏色變化不明顯。 0 5 10 15 20 250510152025303540Tensile strength (MPa)04812162024Elongation at break (%)PA 6 co n t en t (wt. % ) 圖 1 PP/PA6 共混物 的拉伸強度和斷裂伸長率 曲線 0 5 10 15 20 25Notched impact strength (kJ/m2) PA6 content (w t.%) 圖 2 PP/PA6 共混物缺口 沖擊強度 曲線 圖 2 是 PA6 用量對 PP/PA6 共混物 的 缺口 沖擊強度的 曲線 。 但由于尼龍是極性聚合物而 PP是非極性聚合物 , 所以隨著尼龍用量的增加 , 兩相相容性變差 , 改性 PP 的各項性能又出現(xiàn)下滑， PA6 的最佳 含量 為 15wt.%。加 POEgGMA湖北工程學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 使得兩個不相容聚合物通過親和力取得協(xié)同效應(yīng)，增加了相容性，所以混合的更均勻，從而改善共混物各方面的性能。 PP/PA6 共混物及 PP/PA6/POEgGMA 共混物 力學(xué)性能比較 在 PP/PA6 中加人反應(yīng)增容劑 POEgGMA 后，隨 POEgGMA 含量的增加，PP/PA6/POEgGMA 復(fù)合材料的拉伸強度和沖擊強度先增加然后略有降低。固定 PA6 的含量為 10wt.%，通過改變 POEgGMA 的含量對共混物體系的影響，結(jié)果見圖 4， 從圖中可以看出，隨著 POEgGMA 的含量的增加，共混物的缺口沖擊強度和斷裂伸長率呈線性遞增，拉伸強度逐漸下降，這說明 POEgGMA 不僅起著增 容 劑的作用，而且還起著增韌劑的作用，由此可 見，在 POEgGMA 的含量為 8wt.%時， POEgGMA/PP/PA6 共混物具有良好的綜合性能。通過對比POEgGMA 對 PP/PA6 共混體系宏觀力學(xué)性能的影響，并與純 PP、 PP/PA6 共混物的力學(xué)性能進行比較可知， POEgGMA 能明顯改善 PP/PA6 共混體系的相容性，這是因為 POE 與聚烯烴具有良好的相容性，并且極性官能團酸酐基與 PA6末端的氨基在熔融共混時實現(xiàn)了反應(yīng)性增容。當(dāng)增容劑用量為 8wt.%， PA6 用量為 10wt.%時 ， 復(fù)合材料的綜合性能較好。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度、嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神、精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著