PP-g-(MAH-co-St)接枝物的制備及驗(yàn)證

彭粉成，唐 麗

(江蘇索普(集團(tuán))有限公司, 江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

PP-g-(MAH-co-St)接枝物的制備及驗(yàn)證

彭粉成，唐 麗

(江蘇索普(集團(tuán))有限公司, 江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

采用熔融接枝的方法制備PP-g-(MAH-co-St)接枝物,并通過(guò)扭矩變化曲線和紅外光譜圖驗(yàn)證了接枝物的存在。

PP；MAH；St；接枝物；PP-g-(MAH-co-St)；接枝反應(yīng)

采用反應(yīng)擠出接枝的方法制備PP-g-(MAH-co-St)接枝物，對(duì)接枝物進(jìn)行純化處理后，通過(guò)轉(zhuǎn)矩曲線和紅外光譜圖來(lái)驗(yàn)證接枝反應(yīng)是否發(fā)生；同時(shí)運(yùn)用差示掃描量熱(DSC)分析接枝物的熱性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品

實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑表

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備表

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 接枝物的制備

將一定量的PP、MAH、St及過(guò)氧化二異丙苯(DCP)按質(zhì)量比100:6:6:0.4預(yù)先混合均勻，在轉(zhuǎn)矩流變儀中進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為170℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為30r/min，接枝反應(yīng)時(shí)間為10min，制得接枝聚丙烯。熔融接枝過(guò)程中用轉(zhuǎn)矩流變儀記錄物料熔融接枝過(guò)程中扭矩隨時(shí)間的變化。將上述混合物擴(kuò)大比例，加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融接枝擠出，造粒，干燥后備用。

1.3.2 接枝物的純化

將適量的接枝樣品加入到盛有一定量二甲苯的三口燒瓶中，加熱回流至樣品全部溶解。將熱溶液倒入過(guò)量的丙酮中沉淀，繼續(xù)攪拌0.5h后抽濾，然后將沉淀物倒入適量丙酮中攪拌洗滌，再抽濾，重復(fù)2～3次。由于未反應(yīng)的單體、St的均聚物以及MAH和St的共聚物均溶于丙酮中，而PP的接枝物則沉淀下來(lái)，從而達(dá)到純化的目的。所得純化物在80℃下干燥12h后備用。

1.3.3 接枝物的測(cè)試和表征

(1) 紅外光譜(FT-IR)表征

將PP和純化干燥后的接枝樣品熱壓成膜，用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行FT-IR分析。測(cè)定二者的特征吸收峰。

(2) 差示掃描量熱分析(DSC)

將樣品放入DSC中，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，溫度從130℃升至200℃，升溫速率為10℃/min，記錄曲線。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 PP接枝反應(yīng)扭矩曲線分析

圖1為PP發(fā)生接枝反應(yīng)前后體系扭矩隨時(shí)間變化的曲線。通過(guò)對(duì)比兩條曲線可以發(fā)現(xiàn)，在PP接枝反應(yīng)中出現(xiàn)了兩個(gè)扭矩峰。二者都有共同的第一個(gè)扭矩峰，此峰為PP的熔融峰。通過(guò)分析可知第二個(gè)扭矩峰為MAH與PP熔融接枝的反應(yīng)峰。MAH熔融接枝時(shí)在PP的側(cè)鏈形成枝化結(jié)構(gòu)，使分子鏈的纏結(jié)增強(qiáng)，粘度變大，因而在接枝反應(yīng)過(guò)程中的扭矩變大，出現(xiàn)了第二個(gè)扭矩峰。所以通過(guò)扭矩峰的變化可以斷定體系發(fā)生了接枝反應(yīng)。同時(shí)接枝PP的平衡扭矩也要比純PP的平衡扭矩要大，可以間接證明確實(shí)發(fā)生了接枝反應(yīng)。

a.PP ；b.PP接枝圖1 不同體系扭矩隨時(shí)間變化曲線

2.2 紅外光譜分析

圖2為PP與純化后的PP接枝物的紅外光譜圖。由圖可知，與純PP的紅外光譜圖相比，PP-g-(MAH-co-St)在1780cm-1處出現(xiàn)了吸收峰，這是酸酐環(huán)上羰基的特征吸收峰，由此表明PP分子主鏈接枝上了MAH分子。另外可以發(fā)現(xiàn)在PP-g-(MAH-co-St)的紅外光譜上1851cm-1處還有一個(gè)吸收峰，這是酸酐環(huán)上羰基的另一個(gè)特征吸收峰。這表明加入共單體St后，接枝單體MAH還會(huì)以St-MAH共聚物的形式接枝在PP分子鏈上。

圖2 PP與接枝PP的FT-IR譜圖

2.3 DSC分析

圖3為PP與接枝PP的DSC曲線。由圖可知，純PP在167.1℃出現(xiàn)熔融峰，而接枝后聚丙烯的熔融峰出現(xiàn)在165.9℃。這說(shuō)明接枝反應(yīng)破壞了純PP規(guī)整的分子鏈結(jié)構(gòu)；由于PP大分子鏈上引入了極性支鏈，阻礙了球晶的生長(zhǎng)，球晶變小，其結(jié)晶度減小。所以導(dǎo)致PP的熔融峰溫度要比接枝PP的高，即純PP 的熔點(diǎn)要高于PP接枝物。從圖中我們還可以看出，DSC曲線上除了PP的熔融峰以外，并沒有其它峰出現(xiàn)，說(shuō)明接枝物并沒有形成較長(zhǎng)的支鏈結(jié)構(gòu)，單體MAH仍然以短支鏈的形式接枝在PP主鏈上。通過(guò)DSC曲線我們可以判定，接枝PP的熱性能要稍微低于純的PP的熱性能。

圖3 PP與接枝PP的DSC曲線

3 小結(jié)

以MAH為接枝單體，St為接枝共單體，DCP為引發(fā)劑在雙螺桿擠出機(jī)上運(yùn)用熔融接枝的方法制備了PP-g-(MAH-co-St)接枝共聚物。并且通過(guò)扭矩隨時(shí)間變化曲線和紅外光譜圖驗(yàn)證了接枝物的存在。通過(guò)DSC曲線判定接枝PP的熱性能要稍微低于純的PP的熱性能。

(本文文獻(xiàn)格式：彭粉成，唐 麗.PP-g-(MAH-co-St)接枝物的制備及驗(yàn)證[J].山東化工，2017，46(10)：38-39.)

Preparation and Verification of PP-g- (MAH-co-St) Graft

PengFencheng，TangLi

(Jiangsu Sopo (Group) Corporation Co., Ltd., Zhenjiang 212006, China)

PP-g- (MAH-co-St) graft was produced by melt grafting method, and the presence of graft was proved by the torque curve and infrared spectrogram.

PP；MAH； St；graft； PP-g- (MAH-co-St)； grafting reaction

2017-03-01

彭粉成(1966—)，江蘇揚(yáng)州人，工程師，主要從事化工領(lǐng)域的研究和開發(fā)應(yīng)用。

TQ325.1+4

A

1008-021X(2017)10-0038-02