聚乙烯粉末涂料的改性研究

聚乙烯粉末涂料的改性研究

Study on Modified Polyethylene Powder Coatings

摘要：采用熔体复合技术制备了纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料，测定了其熔体流动速率、力学性能、涂膜性能和纳米粒子TiO2的分散性。采用该技术还制备了马来酸酐接枝改性聚乙烯粉末涂料，测定了其力学性能和接枝率。研究结果表明，纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料中的纳米粒子达到了纳米级分散，在提高涂膜力学性能的同时，明显改善了涂膜的柔韧性和流平性；马来酸酐接枝改性聚乙烯粉末涂料通过在聚乙烯主链上引入极性基团，在提高涂膜力学性能的同时，也提高了其对底材的附着力。

1 前言

聚乙烯粉末涂料在我国热塑性粉末涂料中占据很大比重，应用较广。它原料便宜，耐化学品性、电绝缘性和耐低温性优良，但其机械强度差，在公路护栏、护网等工程涂装上还存在龟裂弊病，其涂膜的附着力、防腐性和耐候性也有待提高。为了扩大聚乙烯粉末涂料的应用范围，有必要对它进行改性研究，以提高其综合性能，而纳米材料对涂料改性具有独特的优势。将纳米级的TiO2粒子用于聚乙烯粉末涂料的改性，可以显著提高涂膜的机械强度、附着力、柔韧性、防腐性和耐候性，并赋予涂膜其他特殊性能。另外，接枝改性也是提高聚乙烯粉末涂料性能的一种方法。

本研究采用了金红石型纳米二氧化钛改性聚乙烯粉末涂料，并对纳米复合聚乙烯粉末涂料的制备、性能以及纳米粒子的分散性进行了研究。此外，还采用马来酸酐改性聚乙烯粉末涂料，并对它的制备和性能进行了讨论。

2 实验部分

2.1试验设备

高速混合机（24000r/min）、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、切粒机、磨粉机。

2.2原材料

聚乙烯、钛白粉、高分子蜡、硬脂酸锌、纳米级金红石型TiO2、MAH（马来酸酐）、DOP （邻苯二甲酸二辛酯）。

2.3粉末涂料的制备工艺

采用熔融挤出混合法制备纳米级复合聚乙烯粉末涂料，其制备工艺流程为：基料、各种助剂预混合熔融挤出冷却造粒粉碎分级过筛成品。其中的预混合工艺为：首先将纳米TiO2和普通TiO2在高速混合机内分级混合，然后按配方将混有纳米TiO2的钛白粉与其

他物料高速混合。

马来酸酐接枝法改性聚乙烯粉末涂料也采用熔融挤出混合法，以双螺杆挤出机制备，这能够使单体与基料充分反应，达到较好的接枝效果。

2.4试板的制备

本试验采用经磷化处理的钢板，尺寸为50×120mm。首先将样板放入马弗炉中预热15min（温度为400℃）；然后取出样板，在流化床中浸涂；最后将样板放入烘箱中流平2min（温度为220℃），取出即可。

2.5性能测试

2.5.1熔体流动速率

采用UPXRZ—400型熔体流动速率仪，按GB3682—79测定聚乙烯粉末涂料的流动性。

2.5.2力学性能

按GB1040—79所述方法，将聚乙烯粉末涂料压制成型，采用XLL—250型万能拉力机测定其拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率。

2.5.3纳米改性聚乙烯粉末涂料的性能

将纳米改性聚乙烯粉末涂料粉碎，过筛，然后制备样板，按GB1732—79R所述方法，采用QCJ型漆膜冲击器测定样板的耐冲击性；目测涂膜的流平性。

2.5.4纳米二氧化钛粒子的分散性

将聚乙烯粉末涂料冷冻切片制样，采用透射电子显微镜（TEM）观察纳米TiO2在基料中的分散性。

2.5.5接枝改性聚乙烯粉末涂料的接枝率

首先将接枝产物称重，然后将其放入索氏提取器中回流12h，除去未接枝的单体和均聚物。然后放入红外线快速干燥器中烘干至恒重，再次称量m，按下式计算接枝率：接枝率

=[（m-m0）/m0]×100%，其中m0为纯聚乙烯的质量。另外，将接枝产物熔融制样，采用红外光谱仪对试样进行分析。

3 结果与讨论

3.1纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料的熔体流动性

改变聚乙烯粉末涂料中纳米TiO2的用量，采用熔体流动速率仪测定不同纳米TiO2用量下聚乙烯粉末涂料的熔体流动速率（见图1）。

图1纳米TiO2用量对改性聚乙烯粉末涂料熔体流动性的影响

由图1可见，随着纳米TiO2用量的增加，聚乙烯粉末涂料的熔体流动速率逐渐变大，其用量为0.25%时达到峰值，然后逐渐降低。主要原因在于本试验采用单螺杆挤出机，其剪切作用有限。当纳米TiO2用量小于1%时，分散较好，流动性提高较多；随着用量的继续提高，分散性受到一定的影响，流动性有所降低。实验表明，纳米TiO2用量为0.25%时，聚乙烯粉末涂料熔体流动速率明显变大，熔融粘度降低，流动性显著增强，其加工性能也得到改善。此时，基料的熔体流动速率由原来的1.8g/10min提高到4.4g/10min，提高了144%。由于纳米TiO2的粒径小，易被树脂包覆，加之表面严重的配位不足，呈现出极强的活性，使其易与高分子链发生键合作用，提高了分子间的键合力，同时尚有一部分纳米颗料仍然分布在高分子链的空隙中，与普通钛白粉比较，呈现出很高的流动性，从而使涂膜具有良好的流平性。

3.2 纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料的力学性能

不同纳米TiO2用量下聚乙烯粉末涂料的力学性能见图2。从图2可以看出，随着纳米TiO2用量的提高，聚乙烯粉末涂料的屈服强度、拉伸强度和断裂伸长率逐渐增大，其中断裂伸长率的增长幅度最大，用量为0.25%时达到峰值，然后逐渐降低；纳米TiO2用量为0.25%时，3种性能均达到最大值，即屈服强度达到117kg/cm2，提高17%；拉伸强度达到120kg/cm2，提高17%；断裂伸长率达到504%，提高367%。加入纳米TiO2后，可以极大地减少聚乙烯粉末涂料中颜填料与成膜物之间的自由体积，改善涂层的机械强度，减少毛细管作用而提高涂层的屏蔽作用；纳米TiO2表面不仅具有蓄能作用，而且与高分子链之间有较强的范德华作用力，可以改变高分子链之间的作用力，且纳米TiO2可与高分子链之间发生化学作用，从而使底材的力学性能得到改善，起到了既增强又增韧的目的。

图2 纳米TiO2用量对聚乙烯粉末涂料力学性能的影响

3.3 纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂膜的性能

用纳米TiO2 改性聚乙烯粉末涂料后，表面活性的增加促进了纳米TiO2粒子与聚合物及底材在分子水平上的结合，增强了涂层的强度及附着力，使得聚乙烯粉末涂膜的柔韧性显著提高，耐冲击性由未加纳米TiO2时的30cm提高到50cm，附着力也得到改善，此外，由于纳米粒子的粒径小，可提高涂膜的流平性，因而能够得到较薄的涂层，这就解决了龟裂问题。

3.4 纳米TiO2在聚乙烯粉末涂膜中的分散

采用透射电子显微镜（TEM）观察纳米TiO2在聚乙烯粉末涂料中的分散性（见图3）。图3-а、图3-b的放大倍数分别为5000倍、20000倍。根据放大倍数计算出标尺尺寸分别为2000nm、500nm。测量后发现在图3-b照片中纳米TiO2分散粒度为30~60nm，达到有效分散；照片中较大粒子是普通TiO2，粒度达到500μm以上，出现少量团聚。纳米TiO2达到纳米级分散，且无团聚现象。其原因有二：一是本实验采用了合理的制备工艺，使纳米TiO2基本呈单一分散状，总体上分散比较均匀；二是本实验采用的纳米TiO2经过表面处理，通过纳米TiO2表面与处理剂之间进行化学反应，改变纳米TiO2表面结构和状态，防止纳米粒子在聚合物熔体中的二次聚集，增强纳米粒子与基料聚合物之间的界面粘合力，从而表现出与基料良好的相容性。

图3 纳米TiO2在聚乙烯粉末涂料中的分散性

3.5 接枝改性聚乙烯粉末涂料的力学性能

MAH接枝改性聚乙烯粉末涂料的力学性能见表1。

由表1可见，聚乙烯粉末涂料经MAH接枝后，力学性能得到提高。采用MAH接枝后，链段上引入了极性基团，改变了聚乙烯的链段结构，从而使其力学性能得到提高，而且引入极性基团提高了表面张力，可以增强涂膜的附着力。

3.6接枝改性聚乙烯粉末涂料的接枝率

为了验证聚乙烯粉末涂料是否接枝成功，对MAH接枝改性聚乙烯粉末涂料进行红外光谱（IR）测试，结果见图4。由图4可见，2920cm-1、2851 cm-1处为—CH—伸缩振动峰；1465 cm-1处为—CH2—面内变形振动峰；723 cm-1处为面内摇摆峰；1715 cm-1处出现羰基吸收峰，除了产生特征吸收峰外，接枝聚乙烯在1667~1640 cm-1处无C==C双键伸缩振动吸收峰。因此可以断定，MAH单体已接枝于聚乙烯上。

图4MAH接枝改性聚乙烯粉末涂料的红外谱图

4 结语

（1）纳米TiO2改性聚乙烯粉末涂料，在提高涂膜力学性能的同时，明显改善了涂膜的柔韧性和流平性。

（2）纳米粒子能够有效均匀地达到纳米级分散，并且无团聚；纳米TiO2改性聚乙烯粉末

涂料的性能有所提高，而且各种性能达到最大值时其添加量均为0.25%，生产成本增加很少。（3）MAH接枝改性聚乙烯粉末涂料后，在提高涂膜力学性能的同时，也提高了其对底材的附着力。

聚乙烯的改性分析

聚乙烯的改性分析

聚乙烯的改性 聚乙烯虽然具有优良的电性能、机械性能和加工性能，但是它也有一些缺点，如软化点低，强度不高，耐大气老化性差，易应力开裂，不易染色及印刷等。为了进一步拓宽聚乙烯的应用领域，克腿这些缺点，可以采用聚乙烯改性来达到。 聚乙烯的改牲主要分为化学改性和物理改性。化学改性又分为接枝共聚改性、嵌段共聚改性、化学及辐射交联改性等；物理改性分为共混改性、填充改性（包括增强改性等）。 聚乙烯的化学交联主要是在聚乙烯树脂中加人有机化合物（常用过氧化二异丙苯）作为交联剂，然后在压力和175～200℃的温度下交联。 接枝聚合是最常用的改性聚合方法。所谓接校共聚反应是在聚乙烯的主链上将作为支链的不同种高分子结合上去的一种反应。当然也有采用过氧化物、放射辐照或其他有关方法进行反应。接枝方式的共聚合反应可以获得良好的混合状态，其分散界面是以化学方式结合在一起，具有良好的机械性能。同时又因为聚乙烯本身是无极性材料，和其他材料亲和性不好，如将具有极性的单体以接枝共聚合反应结合至聚乙烯分子

1．交联聚乙烯 交联聚乙烯分为有机过氧化物交联聚乙烯、有机硅交联和辐照交联聚乙烯。 （1）有机过氧化物交联聚乙烯 结构式： 制法有机过氧化物交联聚乙烯是聚乙烯以有机过氧化物作为交联剂，在热的作用下分解而生成高度活泼的游离基。这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳－碳交联，形成交联聚乙烯。所用的有机过氧化物有过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和2，5－二叔丁基－2，5－二甲基过氧化己烷等。根据被交联的聚乙烯品种和交联工艺设备的不同而选用不同的过氧化物。通常交联低密度聚乙烯时，采用在132℃时能起反应的过氧化二异丙苯；在交联高度填充的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯时，可采用能在144℃下加工的2,5－二叔丁基－2，5－二甲基过氧化己烷作交联剂。将聚乙烯与合适的有机过氧化物、炭黑及其他无机填料等添加剂混合在一起，经混炼造粒后，用适宜的成型工艺将它加工成制品。然后再将制品经过一段时间的加热处

聚乙烯的改性

聚乙烯的改性 聚乙烯虽然具有优良的电性能、机械性能和加工性能，但是它也有一些缺点，如软化点低，强度不高，耐大气老化性差，易应力开裂，不易染色及印刷等。为了进一步拓宽聚乙烯的应用领域，克腿这些缺点，可以采用聚乙烯改性来达到。 聚乙烯的改牲主要分为化学改性和物理改性。化学改性又分为接枝共聚改性、嵌段共聚改性、化学及辐射交联改性等；物理改性分为共混改性、填充改性（包括增强改性等）。 聚乙烯的化学交联主要是在聚乙烯树脂中加人有机化合物（常用过氧化二异丙苯）作为交联剂，然后在压力和175～200℃的温度下交联。 接枝聚合是最常用的改性聚合方法。所谓接校共聚反应是在聚乙烯的主链上将作为支链的不同种高分子结合上去的一种反应。当然也有采用过氧化物、放射辐照或其他有关方法进行反应。接枝方式的共聚合反应可以获得良好的混合状态，其分散界面是以化学方式结合在一起，具有良好的机械性能。同时又因为聚乙烯本身是无极性材料，和其他材料亲和性不好，如将具有极性的单体以接枝共聚合反应结合至聚乙烯分子主链上时则会增大这种亲和性，由此使可以改善其粘接性、印刷性、染色性等性能。例如，聚乙烯接枝丙烯酸单体所得产品则会改善其在铝箔上的粘合性；加入丁二烯单体接枝共聚合反应的制品，可以提高耐热性、耐应力开裂性。 聚乙烯的共混改性是聚乙烯与其他高聚物等物质进行共混，用挤出机、辊炼机等设备而制成新材料。共混过程中往往包含化学接枝或交联反应，以提高共混的改性效果。 聚乙烯的填充改性是在聚乙烯的成型加工过程中加入无机或有机填料，不仅能使制品价格大大降低，而且能显著改善材料的机械强度、耐摩擦性能、热性能及耐老化性能等，并改善聚乙烯的易膨胀性及易蠕变性等，所以填料既有增量作用，又有改性效果。常用的无机填料有碳酸钙（包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙）、滑石粉、云母、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、炭黑等。 此外，聚乙烯可加人脂肪酸酰胺作表面润滑剂，以减少薄膜的粘附性；加入0.5％～2%的聚丙烯可提高其透明性；表面用电子冲击（使其表面氧化）处理，可改善其印刷性能。 1．交联聚乙烯 交联聚乙烯分为有机过氧化物交联聚乙烯、有机硅交联和辐照交联聚乙烯。 （1）有机过氧化物交联聚乙烯 结构式： 制法有机过氧化物交联聚乙烯是聚乙烯以有机过氧化物作为交联剂，在热的作用下分解而生成高度活泼的游离基。这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳－碳交联，形成交联聚乙烯。所用的有机过氧化物有过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和2，5－二叔丁基－2，5－二甲基过氧化己烷等。根据被交联的聚乙烯品种和交联工艺设备的不同而选用不同的过氧化物。通常交联低密度聚乙烯时，采用在132℃时能起反应的过氧化二异丙苯；在交联高度填充的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯时，可采用能在144℃下加工的2,5－二叔丁基－2，5－二甲基过氧化己烷作交联剂。将聚乙烯与合适的有机过氧化物、炭黑及其他无机填料等添加剂混合在一起，经混炼造粒后，用适宜的成型工艺将它加工成制品。然后再将制品经过一段时间的加热处理，使之发生交联，即可制得交联聚乙烯制品。此外，当采用压缩成型时，交联和成型可一步完成。 物化性质有机过氧化物交联聚乙烯结构上与热塑性塑料、热固性树脂和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，交联区域很小，不像硫化橡胶那样有很大的交联网，因此在性能上它兼有三者的特点，即同时具有热可塑性、硬度、良好的耐溶剂性，高弹性和优良的耐低温性。无论是高密度聚乙烯还是低密度聚乙烯，通过交联后，其拉伸强度、耐热性、防老化性和耐候性、尺寸稳定性、耐应力开裂性，耐磨性和耐溶剂性均有提高，且耐蠕变性

聚乙烯的改性

专业综合实践(综述) 系别：轻工工程系 专业：高分子材料应用技术 班级： 12工艺331 学生姓名：刘彭城 学生学号： 1213323113 指导教师：徐应林

聚乙烯改性研究进展 [摘要] 聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性. [关键词] 聚乙烯;化学改性;进展 前言 化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其它链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等。 1.接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等. 接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等. 程为庄等以过氧化苯甲酰为引发剂,二甲苯为溶剂,进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE)的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大,当接枝率为7.2%时,剥离强度由未接枝时的193N/m提高到984N/m.唐进伟等[1]利用固相法在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝MA,得到了接枝率为1%～214%,凝胶含量小于4%的LLDPE2g2MA. 于逢源等[2]采用多组分单体熔融接枝法,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体,对LDPE进行熔融接枝改性,获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯. 鲁建民等研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征,并将其应用于聚乙烯粉末涂料,其附着力和柔韧性得到显著改善.

聚乙烯共混改性

聚乙烯共混改性 一摘要：聚乙烯是最重要的通用塑料之一，产量居各种塑料首位。聚乙烯(PE) 是由乙烯聚合而得的高分子化合物。聚乙烯分子仅含有C、H两种元素，所以是非极性聚合物，具有优良的耐酸、碱以及耐极性化学物质腐蚀的性质。聚乙烯（PE）树脂是以乙烯单体聚合而成的聚合物。聚乙烯的分子是长链线形结构或支链结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定形部分共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度越高结晶度就越大。LDPE 结晶度通常为 55%～65%，HDPE 结晶度为 80%～90%。PE 具有优良的机械加工性能，但其表面呈惰性和非极性，造成印刷性、染色性、亲水性、粘合性、抗静电性能及与其他极性聚合物和无机填料的相容性较差，而且其耐磨性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及耐热等性能不佳，限制了其应用范围。通过改性来提高其性能，扩大其应用领域。其来源丰富，价格便宜，电气性质和加工性质优良，广泛应用于日用品、包装、汽车、建筑以及家用电器等方面。也作为泡沫塑料广泛用于绝热保温、包装和民用等各领域。但是，这些材料都是一次性使用，且质轻、体积大、难降解，用后即弃于环境中，造成严重的环境污染。因此有效合理地回收利用废旧泡沫塑料就显得日益重要。 聚乙烯的改性目标聚乙烯的下述缺点影响它的使用，是改性的主要目标。 （1）软化点低。低压聚乙烯熔点约为Ig0'C。高压聚乙烯熔点仅高于 0℃，因此聚乙烯的使用温度常低于10 0℃。 （2）J强度不高。聚乙烯抗张强度一般小于30M Pa．大太低于尼龙6、尼龙66、聚甲醛等工程塑料。 （3）易发生应力开裂。 （4）耐大气老化性能差。 （5）非极性，不易染色、印刷等 （6）不阻燃、极易燃烧。 ⊙根据密度的不同 低密度聚乙烯（LDPE）-其密度范围是0.91∽0.94g∕cm^3高密度聚乙烯（HDPE）-其密度范围是0.94∽0.99g∕cm^3中密度聚乙烯（MDPE）其密度范围是0.92∽0.95g∕cm^3 ⊙根据乙烯单体聚合时的压力 低压聚乙烯—压力0.1∽1.5MPa 中压聚乙烯—1.5∽8 MPa 高压聚乙烯压力为150∽250MPa 二、PE共混改性的机理 （1）有机增韧理论： 在塑料技术发展过程中，使用橡胶粒子与塑料进行共混改性即使有机粒子一弹性体作为增韧性，可以达到增韧的目的．产生出SBS等一人批新材料，已经在工业上获得广泛的应用如弹性鞋底材料、虽然获得理想的韧性却损害了复合材料宝贵的刚性和强度，劣化了加T流动性和耐热变形性，提高了成本，因而有一定的局限性。 （2）无机刚性粒子增韧理论

聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备

聚乙烯醇缩甲醛（胶水）的制备 一、实验目的 了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。 以聚乙烯醇和甲醛为原料制备聚乙烯醇缩甲醛胶水，了解聚合物的化学反应特点 二、实验原理 聚乙烯醇缩甲醛胶(商品名107胶)是一种目前广泛使用的合成胶水, 无色透明溶液，易溶于水。与传统的浆糊相比具有许多优点[1]:①、初粘性好,特别适合于牛皮纸和其它纸张的粘合;②、粘合力强;③、贮存稳定,长久放臵不变质;④、生产成本低廉。国内有许多厂家生产此胶水。因此广泛应用于多种壁纸、纤维墙布、瓷砖粘贴、内墙涂料及多种腻子胶的粘合剂等。近年来，为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究，无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。本实验以聚乙烯醇缩甲醛为例，我们对其合成过程所用的催化剂、缩合温度等对胶水质量有影响的因素进行了试验研究和探讨,摸索出更佳更合理的工艺条件。 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下: 聚乙烯醇缩醛化机理： 聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即胶水。反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝 缘漆和粘合剂。 三、实验药品及仪器 药品：聚乙烯醇、甲醛（40%）、氢氧化钠,浓盐酸，硫酸 仪器：搅拌器、恒温水浴,球形冷凝管，温度计，滴液漏斗，三口烧瓶实验装臵如下图： 四、实验步骤及现象 步骤现象 分析 在250mL三颈瓶中，加入90mL去离子水(或蒸馏水)、7g聚乙烯醇，在搅拌下升温至85-90℃溶解。 搅拌加热升温至 90℃左右时，聚乙烯醇 全部溶解，溶液无色透 明，瓶内无白色固体。 聚乙烯醇熔点>85℃,所以需升温至 85-90℃。 等聚乙烯醇完全溶解后，降温至35-40℃加入4.6mL甲醛(40%工业纯)，搅拌15min，再加入1∶4盐酸，使溶液pH 值为1-3。保持反应温度85-90℃，继续搅拌20min，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或有絮状物产生时，立即迅速加入1.5 mL8%的NaOH溶液，同时加入34mL去离子水(或蒸馏水)。调节体系的pH 值为8-9。然后冷却降温出料，获得无色透明粘稠的液体，即市场出售的红旗牌胶水。 加入盐酸，溶液 无明显变化，PH降低至 2左右。 加入甲醛后加热升 温，溶液变稠。 升温至85-90℃一 段时间后，出现气泡， 加入NaOH和蒸馏水， PH值为9左右。冷却， 得无色透明粘稠的液 体。 必须控制PH为1-3，所以加入盐 酸不能太多也不能太少。当pH过低 时，催化剂过量，反应过于猛烈，造成 局部缩醛度过高，导致不溶于水的产物 产生。当pH过高时，反应过于迟缓， 甚至停止，结果往往会使聚乙烯醇缩醛 化成都过低，产物粘性过低。 加入甲醛后加热升温，聚乙烯醇与 甲醛反应，缩醛化，体系粘度变大，溶 液变粘稠。 产生气泡，说明分子间已经开始交 联，故此时要停止加热。 调节PH为8-9是因为，在酸性条 件下，聚合物与空气接触不稳定会继续 缩醛化，所以要调PH>7

聚乙烯改性的研究进展

化工设计通讯Chemical Engineering Design Communications 新材料与新技术 New Material and New Technology 第45卷第3期 2019年3月聚乙烯改性的研究进展 （陕西延长石油延安能源化工有限责任公司，陕西延安727500） 摘要：聚乙烯是一种综合性能较高的工程塑料，自身具备着较强的性能，可以广泛地应用在各行业的产話制造中。主要对聚乙烯的物理改性和化学改性展开研究。 关键词：聚乙烯；物理改性；化学改性 中图分类号：TQ051.893文献标志码：A文章编号：1003-6490(2019)03-0061-01 Advances in Research on Modification of Polyethylene Wang De-yu Abstract:Polyethylene is a kind of engineering plastic with high comprehensive perfbrmance.lt has strong performance and can be widely used in the manufacture of products in various industries.The article mainly studies the physical modification and chemical improvement of polyethylene. Key words:polyethylene；physical modification；chemical modification 超高分子质量聚乙烯（UHMWPE）是一种热塑性的工程塑料，耐磨损性较高，具有耐低温性以及各种比较优质的性能，正是这些性能使得聚乙烯被广泛地应用在医疗，化工，防止，采矿以及建筑和机械等各个行业中。由于超高分子量聚乙烯有着非常高的分子量，在对其进行加工的过程中，存在着一定的难度。因此，必须要对聚乙烯的改性展开研究探讨。 1聚乙烯的物理改性 由于聚乙烯自身的性质，使其具备着特殊的物理性能。所谓物理改性，主要就是将其与其他物质通过一定的方式进行混合，例如，降低聚乙烯的黏度，缩短聚乙烯的加工周期等。 1.1填充改性 在聚乙烯的物理改性中，填充改性的使用范围较为广泛，主要是从微观粒子和宏观粒子填充聚乙烯的相关复合材料。相关专家经过一系列的研究，发现使用偶联剂以及无机填料等对聚乙烯进行改性，可以有效地加强聚乙烯的熔体流动性，尽管如此，这种方式的使用却使聚乙烯的耐磨性所有降低。将使用偶联剂处理的一些铝粉等金属粉添加在聚乙烯当中，可以使物质具备一定的抗静电性能。使用偶联剂对纳米二氧化硅进行处理，再将处理过的少量纳米二氧化硅添加在聚乙烯当中，能够提升聚乙烯的结晶度 1.2流动改性剂改性 流动改性可以有效地改变一些大分子链之间所传递的能量，使聚合物的流动性有所改变。在聚乙烯当中，主要是将脂肪族的碳氢化合物和这些物质的衍生物对聚乙烯进行流动改性。一些专家经过一定的实验研究，对润滑剂FM4在聚乙烯流动性能中的影响进行了探索。主要发现，当润滑剂FM4质量不断增加的情况下，聚合物的熔体流动速率就会越来越大，但是，FM4的质量分数达到20%的时候，熔体流动速率就会出现迅速上升的现象。 2聚乙烯的化学交联改性 化学交联改性主要是改善物质形态的稳定性，将一些交联剂加入聚乙烯当中，使其与之发生交联。或者对其进行辐射，在辐射的影响下这些分子发生交联的现象。 2.1偶联剂交联的改性 偶联剂是一种特殊的物质，该种物质可以经过一定的物理或者化学反应，将两种性质差异悬殊较大的物质进行联合。偶联剂主要用在一些非极性的聚合物和无机增强材料之间，将其表面进行处理，使其进行联合，从而具备着较好的强度。经过相关的研究发现，使用偶联剂对一些物质进行处理之后，可以发现这些物质的颗粒直径较小，使填料在聚合物当中有着较高的分散性，从而改善物质的流动性。 对于超高分子量聚乙烯来说，这种物质主要使用的偶联剂有两种，一种是乙烯基三乙氧基硅烷，以及乙烯基三甲氧基硅烷。偶联剂虽然有着较强的作用，但是必须要在恰当的过氧化物的引发下才能发生作用。偶联剂常用的过氧化物主要是DCP,还必须要借助有机锡的衍生物作为催化剂，才能够发挥较好的作用。使用硅烷来对聚乙烯进行处理的时候，在一定的热力下，过氧化物被分裂形成一些游离基，这些游离基自身有着较高的化学性能，可以将聚合物当中的氢原子进行脱去，使聚合物大分子也变为不同的活性游离基，经过一系列的化学反应，硅烷和聚乙烯交联，从而实现对聚乙烯的交联改性。 2.2辐射交联改性 辐射交联改性，主要便是在一定的辐射下，来改善聚乙烯内部的分子结构，使其性能发生改变。在特定辐射量的影响下，聚乙烯自身的各种特殊性能受到一定的改变。同时，这种辐射交联聚乙烯改性还可以应用在人造关节当中，可以使人造关节的强度增加，延长使用年限。经过相关专业人员的研究发现，对于聚乙烯的辐射交联改性，将PTFE与辐射进行联合，可以改善聚乙烯的耐磨性，使其成为一种新型的材料，可以使其被应用在体内移植的辅助器官当中，从而为人们做出巨大的贡献。 2.3过氧化物交联 对聚乙烯进行过氧化物交联，有着严格的步骤要求。在最开始，使过氧化物与聚乙烯进行熔融，聚乙烯随之产生自由基,自由基在偶合下从而产生交联。使用过氧化物对聚乙烯进行交联，必须要合理地控制温度，才能够使交联后的聚乙烯满足人们的使用需求。另外，聚乙烯在过氧化物交联之后的物质，自身的结构有着较好的性能，能够应用在更加广泛的范围。 3结束语 伴随着各种科学技术的不断发展，人们对聚乙烯改性的研究范围不断扩大，从而来探索聚乙烯的应用潜力，使其能够满足人们在更多行业领域当中的需求。在对聚乙烯进行改性研究的过程中，这些方式多种多样，并非单一使用，人们在使用多种方式的基础上，令聚乙烯有着更加多样化的功能,为人们在各个行业当中生产各种不同功能的物质提供可靠的需求。但是，聚乙烯的改性必须要在特定的环境和条件下,才能够使其有更好的效果。 参考文献 [1]汪晓鹏.超高相对分子质量聚乙烯的改性研究进展[J]-上海塑料, 2015,10（4）:121-127. 收稿日期：2019-01-10 作者简介：王德玉（1991-）.男，甘肃武威人，助理工程师，主要 研究方向为聚乙烯的改性。 ?61?

聚乙烯醇的性质

预混液的量和你要做的固含量有关，一般只用调节预混液的水含量来控制固含量，其他单体、交联剂、分散剂、粉体质量什么的量都不用动。AM一般按预混液质量分数算，分散剂按粉体质量分数算，固含量就是粉体占粉体+预混液体积的分数。一般10wt或15wt%AM，0.几wt%分散剂，记得调节PH，固含量50vol%以上。引发剂和催化剂应该是根据AM和MBAM 的量算，这几个都是固定值，一般只调节水就可以了 先由单体、交联剂以及分散剂与去离子水（或其他）配制成预混液，预混液配置好后通常会调节PH值，之后再加入粉料进行球磨，若干小时候取出，抽真空，加入引发剂和催化剂，最后注模，希望有所帮助。 一、聚乙烯醇的性质 1、基本物理及化学性质聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，缩写PVA），分子式为[C2H4O]n，结构式为，是水溶性高分子树脂。白色片状、絮状或粉末状固体，无味，无毒，但其粉末吸入会对人体产生刺激。相对密度(25℃／4℃)1．27～1．31(固体)、1．02(10％溶液。 玻璃化温度：75～85℃，引燃温度(℃)：410(粉末)。 聚乙烯醇分子中存在两种化学结构： （2）1，2——乙二醇结构 图1为聚乙烯醇薄膜的红外光谱，为聚乙烯醇薄膜的红外光谱，图中标明了几个主要键和基团特征频率变化情况。图中3587 cm–1处的强吸收峰对应于二级羟基σ键的振动，2950 cm–1处的吸收对应于C–H2σ键的振动，1652cm–1处的强吸收属于残留的聚醋酸乙烯酯结构中C＝O键的伸缩振动，1320 cm–1附近的强吸收对应于C–H键和O–H键共同作用的σ键的变形振动。2．聚乙烯醇的醇解及溶解性能聚乙烯醇的醇解度（摩尔分数）通常有三种，即78%、88%和98%。完全醇解的聚乙烯醇的醇解度为98%～100%；而部分醇解的聚乙烯的醇解度通常为87%～89%；78%的则为低醇解度聚乙烯醇。我国聚乙烯醇牌号命名是取聚合度的千、百位数放在牌号的前两位，把醇解度的百分数放在牌号的后两位，如1799，即聚合度为1700，醇解度为99%，完全醇解的聚乙烯醇。

超高分子量聚乙烯改性研究_黄安平

2007年第2期甘肃石油和化工2007年6月 超高分子量聚乙烯改性研究 黄安平,朱博超,贾军纪,朱雅杰 (中国石油兰州石化分公司石油化工研究院,甘肃兰州730060) 摘要:综述了提高超高分子量聚乙烯(UH MWPE)加工性能和物理性能的物理改性和化学 改性方法的研究进展,并指出了其今后的发展方向。 关键词:超高分子量;聚乙烯;改性 超高分子量聚乙烯(UH MWPE)是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料,具有其它工程塑料所无法比拟的耐冲击性、耐磨损性、耐化学药品性、耐低温性、耐应力开裂性、抗黏附能力,优良的电绝缘性、安全卫生及自润滑性等性能,可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料广泛地应用于纺织、采矿、化工、包装、机械、建筑、电气、医疗、体育等领域。虽然UHM WPE具有许多优异的特性,但也有许多不足,如熔体流动速度(MFR)极低(接近于0),熔点高(190~120e)、黏度高,极难加工成型等。另外与其它工程塑料相比,具有表面硬度低、热变形温度低、弯曲强度和耐蠕变性较差,抗磨粒磨损能力差、强度低等缺点,影响了其使用效果和范围。为了克服UHMWPE的这些缺点、弥补其不足,使UHMWPE在条件要求较高的某些场所得到应用,需要对其进行改性。 超高分子量聚乙烯通过改性,可以提高其加工流动性,达到增韧、增强、提高耐热以及抗磨损的目的,目前主要的改性都集中在以下几个方面。 1物理改性 所谓的物理改性是指把树脂与其他一种或多种物料通过机械方式进行共混,以达到某种特殊的要求,它不改变分子构型,但可以赋予材料新的性能。目前主要的物理改性方法有填料改性、低熔点、低黏度树脂改性、流动剂改性等。 1.1填料改性 虽然超高分子量聚乙烯具有优异的综合性能,但在表面硬度、耐高温性以及抗磨损性能等方面仍有缺陷,为了使超高分子量聚乙烯能在要求更高的场合得到应用,就有必要对它进行改性。在超高分子量聚乙烯中添加填料进行共混可以提高其耐热性能和力学性能,从而制备出结构性能优良的耐磨材料。 张道权等[1]选用了粉煤灰、硅藻土和石墨三种无机材料填充超高分子量聚乙烯基体,重点考察了填料对其物理机械性能的影响,发现不论任何填料,刚性土无机填料在UHMWPE基体中形成了应力集中点,导致材料中缺陷增加,引起缺口冲击强度下降,这是使用无机填料的一大缺陷。填料结构应尽量避免应力集中,为此填料结构应尽量规则。 胡平等[2]用三氧化二铝、二氧化硅、碳黑、玻璃微珠作为填料,改善了超高分子量聚乙烯的表面 收稿日期:2006-12-05。 作者简介:黄安平(1979-),男,甘肃甘谷人,理学硕士,助理工程师,从事聚烯烃方面的研究工作。

聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备复习课程

聚乙烯醇缩甲醛(胶水) 的制备

聚乙烯醇缩甲醛（胶水）的制备 一、实验目的 了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。 以聚乙烯醇和甲醛为原料制备聚乙烯醇缩甲醛胶水，了解聚合物的化学反应特点 二、实验原理 聚乙烯醇缩甲醛胶(商品名107胶)是一种目前广泛使用的合成胶水, 无色透明溶液，易溶于水。与传统的浆糊相比具有许多优点[1]:①、初粘性好,特别适合于牛皮纸和其它纸张的粘合;②、粘合力强;③、贮存稳定,长久放置不变质;④、生产成本低廉。国内有许多厂家生产此胶水。因此广泛应用于多种壁纸、纤维墙布、瓷砖粘贴、内墙涂料及多种腻子胶的粘合剂等。近年来，为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究，无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。本实验以聚乙烯醇缩甲醛为例，我们对其合成过程所用的催化剂、缩合温度等对胶水质量有影响的因素进行了试验研究和探讨,摸索出更佳更合理的工艺条件。 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下: 聚乙烯醇缩醛化机理： 聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即胶水。反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。 三、实验药品及仪器 药品：聚乙烯醇、甲醛（40%）、氢氧化钠,浓盐酸，硫酸 仪器：搅拌器、恒温水浴,球形冷凝管，温度计，滴液漏斗， 三口烧瓶实验装置如下图： 四、实验步骤及现象 步骤现象分析 在250mL三颈瓶中，加入90mL去离子水(或蒸馏水)、7g聚乙烯醇，在搅拌下升温至85-90℃溶解。 搅拌加热升温至 90℃左右时，聚乙烯醇 全部溶解，溶液无色透 明，瓶内无白色固体。 聚乙烯醇熔点>85℃,所以需升温至 85-90℃。 等聚乙烯醇完全溶解后，降温至35-40℃加入4.6mL甲醛(40%工业纯)，搅拌15min，再加入1∶4盐酸，使溶液pH 值为1-3。保持反应温度85-90℃，继续搅拌20min，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或有絮状物产生时，立即迅速加入1.5 mL8%的NaOH溶液，同时加入34mL去离子水(或蒸馏水)。调节体系的pH 值为8-9。然后冷却降温出料，获得无色透明粘稠的液体，即市场出售的红旗牌胶水。 加入盐酸，溶液 无明显变化，PH降低至 2左右。 加入甲醛后加热升 温，溶液变稠。 升温至85-90℃一 段时间后，出现气泡， 加入NaOH和蒸馏水， PH值为9左右。冷却， 得无色透明粘稠的液 体。 必须控制PH为1-3，所以加入盐 酸不能太多也不能太少。当pH过低 时，催化剂过量，反应过于猛烈，造成 局部缩醛度过高，导致不溶于水的产物 产生。当pH过高时，反应过于迟缓， 甚至停止，结果往往会使聚乙烯醇缩醛 化成都过低，产物粘性过低。 加入甲醛后加热升温，聚乙烯醇与 甲醛反应，缩醛化，体系粘度变大，溶 液变粘稠。 产生气泡，说明分子间已经开始交 联，故此时要停止加热。 调节PH为8-9是因为，在酸性条 件下，聚合物与空气接触不稳定会继续 缩醛化，所以要调PH>7

聚乙烯醇

聚乙烯醇(简称PV A)最早由德国的化学家赫尔曼（W.O.Hemnann）和海涅尔(W.Hachnel)于1924年发明的。1951年我国已经从事PV A 的研究和开发工作，20世纪70年代市场上出现了PV A商品。由于合成技术的不断提高和价格不断下降，它的用途日益广泛，发展速度很快。 聚乙烯醇是通过醋酸乙烯酯聚合制得聚醋酸乙烯酯(PvAC)，然后再醇解或者水解得到的。由于羟基基团的存在，使PvA有很高的吸水性，是一种性能优良，用途广泛的水溶性聚合物。聚乙烯醇为一种可溶性树脂，一般用作纺织浆料，粘合剂、建筑等行业。也可通过改性制成薄膜，用来制作可降解的地膜、保鲜膜等。聚乙烯醇的最大特点就是可以自然降解，环境友好。 1聚乙烯醇的性质 聚乙烯醇一般为白色或微黄色，为絮片状、颗粒状、粉末状固体。无毒无味，性能介于塑料和橡胶之间。PV A溶液遇碘液变深蓝色，这种变色受热后消失而冷却又重现。由于分子链上含有大量的侧基一羟基，具有良好的水溶性，同时还具有良好的成膜性、粘接力和乳化性，有卓越的耐油脂和耐溶剂性能。聚乙烯醇的相对密度为(25℃／4℃)1.27～1.31(固体)、1.02(10％溶液)，熔点230℃，玻璃化温度75-85℃，在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。加热至160一170℃脱水醚化，失去溶解性，加热到200℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。折射率1．49"-'1．52，热导率0.2w／(m·K)，比热容l～5J／(kg·K)，电阻率(3．1～3．8)×107 ?·cm。

1.1PV A在水中的溶解性 聚乙烯醇溶于水，几乎都是溶解在水中使用，其溶解性很大程度上受聚合度、特别是醇解度的影响。PV A是一种含有大量羟基的高聚物，而羟基是强亲水性基团，所以它是一种水溶性的高分子化合物。然而，由于大分子内和分子间存在者较强的氢键，所以阻碍了其水溶性。PV A中残余的醋酸根(表现在醇解度的高低)是疏水性基团。它的存在，一方面阻碍了聚乙烯醇在水中的溶解；另一方面，它的空间位阻很大，妨碍了大分子之间或大分子本身氢键的形成，促进了水溶性。例如：1799-PV A残余醋酸根<0.2％，其结晶度高，所以只能溶解在95℃的热水中。1788—PV A残余醋酸根为12％，故在20℃时几乎完全溶于水。 PV A不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜乙二醇，溶于丙三醇、乙醇胺、甲酰胺等。120--150℃可溶于甘油。但冷至室温时成为胶冻。一般说来，聚合度增大，聚乙烯醇水溶液的粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性增大，但在水中的溶解度下降，成膜后的伸长率下降。醇解度增大，在冷水中溶解度下降，而在热水中的溶解度提高。聚乙烯醇的溶解性随其醇解度的高低而有很大差别。醇解度小于66％，由于憎水的乙酰基含量增大，水溶性下降。醇解度在50％以下，聚乙烯醇即不再溶于水。以上品种的产品，一旦制成水溶液，就不会在冷却时从溶液中再析出来。 温度对聚乙烯醇溶解性能的影响也因醇解度的高低而不同。在醇

聚乙烯本体接枝改性研究进展-天然气与石油

聚乙烯本体接枝改性工艺研究进展 王鉴，冯忠伟，马淑清，齐保坤，苗文青，解明，谢海群 （东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆 163318）摘要：聚乙烯由于缺乏极性导致其亲水性、印染性以及与无机填料和极性聚合物的相容性差。接枝极性 的单体是提高聚乙烯极性的有效方法。文中综述了聚乙烯本体接枝改性的接枝机理，讨论了聚合物主链 结构、单体和引发剂对PE接枝反应的影响及其副反应的抑制方法。 关键词：聚乙烯；本体接枝；引发剂；单体 中图分类号：TQ325.12 文献标识符：B 文章编号： 聚乙烯(PE)由于成本低、易加工，耐化学腐蚀等优点被广泛应用于包装、电缆等民用领域。但PE易蠕变，力学性能差不能直接作为绝大多数结构材料使用，缺乏极性使它与无机填料和极性聚合物的相容性弱，因此不能通过与极性材料简单混合来增加强度和刚性。接枝极性单体是改变其极性和相容性最为直接而有效的方法。通过对PE进行接枝改性，在其非极性主链上引入极性或反应性基团，不仅可以有效的提高其亲水性、印染性以及与无机填料之间的界面粘结性，而且有利于同其它极性聚合物共混制备高分子合金，提高材料的附加值。 PE接枝改性一般可分为表面接枝改性和本体接枝改性。表面接枝改性仅对材料表面进行改性，使其表面呈现出特殊的性能，而材料本体内部基本上不发生变化；本体接枝改性是将单体引入到高分子链主链上的接枝反应，在材料的表面及内部均匀的形成接枝链，能够使材料的性能得到整体的改善。本体接枝改性一般可采用熔融、溶液、固相和悬浮等接枝方法。 1 接枝机理 PE本体接枝改性是按照自由基共聚合机理进行的，普遍认为其历程首先是引发剂热分解产生初级自由基，初级自由基进一步夺取PE链上的氢原子(次甲基氢较亚甲基氢和甲基氢易脱除)，形成PE大分子自由基，PE大分子自由基再与加入的单体发生接枝共聚反应，由于立构位阻效应，次甲基自由基与单体的接枝反应活性低于亚甲基自由基。与此同时PE大分子自由基之间的耦合反应会导致PE分子链的支化与交联，所以接枝过程往往伴随支化和交联等竞争副反应。 关于接枝机理的研究大部分建立在接枝MAH的基础上并且对体系内所发生的接枝反应和副反应缺乏统一的看法。Russell[1]认为在PE熔融接枝MAH(MAH)中不可能存在MAH的均聚物P(MAH)，原因是反应挤出的温度一般均超过了形成P(MAH)的顶温160 ℃，MAH以单环形式接枝于PE主链上，不会出现MAH的短支链，并且发现在160 ℃时叔碳原子的反应活性是仲碳原子的3～4倍，这可以很好的解释在平行的实验条件下，采用乙丙共聚物(EPM)作为接枝基体相比于LLDPE或LDPE可以获得更高的接枝率。Gaylord等人[2]则发现MAH在自由基引发剂的作用下将转化成一种激发态的二聚体，这种二聚体参加了接枝反应，并认为MAH以单体和低聚物的形式接枝在PE上。 2 接枝反应的控制因素 PE的功能化产物与副产物的平衡关系在很大程度上依赖于接枝过程中的一些控制参数。如聚合物的主链结构、单体和引发剂的类型、加工工艺、温度和时间等。 2.1 聚合物主链结构的影响 由于接枝反应需要将单体通过共价键连接到预先形成的聚合物主链上，所以聚合物主链的性质对接枝过程的影响至关重要。 Clark等[3]研究了PE主链上端基不饱和度和支化度的差别对接枝和交联反应的影响，发现在过氧化物或过氧化物/MAH存在的情况下，含有高链端不饱和度的PE接枝和交联反应同时增加，即使加入苯乙烯(St)作为共单体，交联现象仍然明显。这一结果归因于St与PE主链上产生的烯丙基自由基反应活性低，其为交联反应增加的主要原因。然而，对于支化度较高的PE，高St用量可以抑制其交联。 Machado等[4]分别采用傅立叶红外光谱和动态流变测定法研究一系列乙烯/丙烯含量不同的聚烯烃上

聚乙烯醇的改性研究

聚乙烯醇的改性研究 引言：本文介绍了聚乙烯醇的性质、改性的必要性以及改性的方法、最后介绍下聚乙烯醇的应用。 关键词：聚乙烯醇性质；聚乙烯醇改性；聚乙烯醇应用 一CH(OH)一基团的高聚物,由聚醋酸乙烯醋醇解而聚乙烯醇是分子主链含一CH 2 制得。其别名为PVA ,Poval,使用得最多的部门是它的特性而用于油田、纤维、胶粘剂、涂料、功能高分子材料、膜材料、造纸、土壤改良剂等等。近年来, 利用其单体开发出一系列新产品, 其附加值和新用途颇受业内人士的亲睐。[1] 1聚乙烯醇概况 1.1聚乙烯醇性质 聚乙烯醇为白色或微带黄色粉末或粒状, 密度为1.27一1.3 一。折射率(n 气)1.49 一1.53。热稳定性: 在10一140 ℃时稳定; 高于150 ℃时漫漫变色, 在170 ~200 ℃时分子间脱水, 高于250 ℃时分子内脱水, 颜色很深, 不溶解; 玻璃化温度65 ~ 87 ℃ , 无定形聚乙烯醉玻璃化温度一般为7 0 一8 0 ℃。比热(卡/克·℃ )0.4。与强酸作用, 溶解或分解。与强碱作用, 变软或溶解。与弱酸作用, 变软或溶解。对矿物油、脂肪、烃类、醇、醋、酮二硫化碳等具有良好的耐浸蚀性。分子量越低, 水溶性越好。依水解度不同, 产物溶于水或仅能溶胀。透气性很小, 除水蒸汽和氨外, 氢、氮、氧、二氧化碳等气体透过率很低。高水解度的聚乙烯醉膜在25 ℃下, 对氧的透气性几乎为零, 二氧化碳的透气性仅为0. 2g/m2 , 不吸收声音, 能很正确地传声。 根据聚合度和醉解度的不同, 聚乙烯醇可分为许多类。工业产品按聚合度分, 低聚合度在20℃,4%水溶液, 粘度为5x10-3Pa·S;中聚合度粘度为(20-30)X10-3Pa·S ; 高聚合度粘度为(40 一50)x10 -3Pa·S。根据醇解度分, 有82、86、88、90、97、98、99、l00(摩尔, % )等, 大于98者称完全醇解型, 其余均为部分醇解型, 随着醉解度的加大, 其在水中的溶解度明显下降, 醇解度为8%时水溶性最好。最普遍的产品规格是17一8和17一9两种型号, 其中17表示平均聚合度为1700一1800。[1] 1.2聚乙烯醇的特性及其改性的必要性 我国是聚乙烯醇(PVA)的生产大国，产量高达全球的1/3，主要应用范围遍及纺织、造纸、粘合剂和包装印刷等多个领域。聚乙烯醇具有良好的成膜性、优越的阻隔性，而且可生物降解、绿色环保，因此国外将聚乙烯醇作为高阻隔性包装材料的应用越来越多。在国内，原国家经济贸易委员会发布“工业行业近期发展导向”(国经贸行[20021716 号)提出“开发高阻隔性容器、包装材料，多功能薄膜、水溶性薄膜和可降解性材料的工艺和设备”，在塑料包装材料“十五”及2010 年发展规划中把聚乙烯醇高阻隔薄膜的开发作为专用包装基材新品种，列入包装薄膜重点产品的发展方向。聚乙烯醇高阻隔包装材料的加工方式有两种:涂布加工和挤出加工。现阶段国内主要以涂布加工为主。由于聚乙烯醇中含有大量的亲水性基团羟基，在高湿环境中，对水表现出强烈的亲合作用，因此聚乙烯醇虽然在干燥环境中具有很好的阻气性能，但是随着环境湿度的升高，其阻隔性能会急剧降低。因此，采用聚乙烯醇作为高阻隔性包装材料就必须进行耐水改性，

聚乙烯改性研究进展

第32卷第3期 2010年03月 武　汉　工　程　大　学　学　报 J.　Wuhan Inst.　Tech.Vol.32　No.3 Mar.　2010 收稿日期:2009211224 基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2007ABA162),武汉工程大学本科生校长基金,武汉工程大学研究生研究 创新实验 作者简介:刘生鹏(19692),男,湖北仙桃人,副教授,博士.研究方向:高分子基复合材料. 文章编号:167422869(2010)0320031206 聚乙烯改性研究进展 刘生鹏1 ,张　苗1 ,胡昊泽2 ,林　婷1 ,危　淼 1 (1.武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074; 2.武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072) 摘　要:聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性、物理改性和改性新技术的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性;物理改性包括增强改性、共混改性、填充改性;并介绍了各种改性对聚乙烯性能的影响.关键词:聚乙烯;化学改性;物理改性;进展 中图分类号:TB324 文献标识码:A doi :10.3969/j.issn.167422869.2010.03.008 0　引　言 聚乙烯(PE )质优、价廉、易得,且用途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料.随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展,产量约占塑料总产量的1/4.但聚乙烯属非极性聚合物,与无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差.采用改性可提高PE 的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘结性、生物相容性等性质. 1　化学改性 化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE 分子链上引入其它链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等.1.1　接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE 主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE 不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的 功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA )、马来酸酐 (MA )、马来酸盐、烯基双酚A 醚和活性硅油等[1]. 接枝改性的方法主要有溶液法[2]、固相法[3]、熔融法[4]、辐射接枝法[5]、光接枝法[6]等. 程为庄等[2]以过氧化苯甲酰为引发剂,二甲 苯为溶剂,进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE )的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大,当接枝率为7.2%时,剥离强度由未接枝时的193N/m 提高到984N/m.唐进伟等[3]利用固相法在线性低密度聚乙烯 (LLDPE )上接枝MA ,得到了接枝率为1%～214%,凝胶含量小于4%的LLDPE 2g 2MA. 于逢源等[4]采用多组分单体熔融接枝法,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体,对LDPE 进行熔融接枝改性,获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯. 鲁建民等[5]研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征,并将其应用于聚乙烯粉末涂料,其附着力和柔韧性得到显著改善. Elkholdi 等[6]采用光接枝的方法将AA 接枝到 聚乙烯上,改性后的PE 薄膜具有良好的粘结性.1.2　共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其它大分子链或官能团引入到PE 分子链中,从而改变PE 的基本性能.通过共聚反应,可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团,可以起到反应性增容剂的作用[7]. Gho sh 等[8]采用接枝共聚的方法将少量的丙 烯酸单体共聚物接枝到PE 上,与原始的PE 相比,改性后的PE 具有较高的熔体粘度和较低的熔

聚乙烯回收料改性研究

稳定混杂废塑料（PE）再生颗粒的性能研究 付义术 摘要：本文以回收的聚乙烯废塑料为基础，加入抗氧剂、降指剂等助剂进行改性，制备符合各种管材用再生颗粒。对其熔融指数、氧化诱导期、断裂伸长率、拉伸强度、炭黑含量、灰分含量、静液压强度分别进行了测试，结果表明，再生颗粒的熔融指数小于1.0g/10min（5kg、190℃），氧化诱导期接近20min，断裂伸长率大于350%，拉伸强度大于18MPa，炭黑含量小于3.0%，灰分含量小于4%，静液压强度高，符合本公司各种管材挤出要求。 关键词：聚乙烯；再生颗粒；改性；管材挤出； 1前言 1.1 聚乙烯的种类及用途 聚乙烯（PE）是中国通用合成树脂中应用最广泛的品种，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。中国国民经济的持续高速发展，为合成树脂工业营造了有利的发展氛围，聚乙烯（PE）产业更是以较快的速度增长。 2009年1-12月国内PE累计产量为812.9万吨，较2008年（689.5万吨）增加123.4万吨；2009年全年累计进口740.85万吨，较2008年（449.58万吨）增加291.27万吨。未来几年间，亚太地区的聚乙烯新项目主要位于中国、印度和韩国，中国将继续成为动力源泉。中国正成为世界上最大的PE薄膜和包装袋出口国，大量供应北美、西欧和日本。另外各行业对薄膜、编织袋、管材、电缆料、中空容器、周转箱等制品需求旺盛将带动聚乙烯消费量增长。 聚乙烯（PE）作为通用的聚合物产品，已形成低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、分子量和支链可控的茂金属聚乙烯等产品。并以其优良的性能成为合成树脂发展最大、最为迅速的品种之一。通常按工业化出现的年代来分有1939年工业化的第一代聚乙烯，即：高压法聚乙烯（低密度聚乙烯）、1953年工业化的第二代聚乙烯，即：低压法聚乙烯（高密度聚乙烯）、1977年工业化的第三代聚乙烯，即：线性低密度聚乙烯（LLDPE）、1984年工业化的第四代聚乙烯，超低密度聚乙烯（VLDPE），以及1958年工业