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1、超高分子量聚乙烯熔融接枝马来酸酐冯绍华 左建东 黄昭阁 李雄 田曙冉 (青岛科技大学高分子科学与工程学院, 山东 青岛 266042Email:qingfeng_9709 )马来酸酐(MAH)熔融接枝超高分子量聚乙烯(UHMWPE)过程中，单体MAH、引发剂DCP、交联抑制剂己内酰胺(CALA)、流动改性剂CaSt及反应温度、时间等工艺2条件对 UHMWPE 接枝率和凝胶含量影响较大，用滴定分析法和重量分析法测定了接 枝物UHMWPE-g-MAH的接枝率和凝胶含量，红外光谱表征了接枝物的存在。合适的 反应条件为：温度 175180。，时间 14 分钟。当 MAH/DCP/CALA/ CaSt
2、 =5/0.15/0.21/1，可得到接枝率为0.75%、凝胶含量为1.48%的UHMWPE接枝物。UHMWPE/MAH/DCP=100/6/0.2, 随用量增大，接枝物的接枝率和凝胶含量逐渐增大，当接枝 率和凝胶含量上升到一定值时，增加的趋势变缓。CaSt2不但促进了长链分子的解缠1，C u nt ent of C a (p h r)Fig. 1 The effo:：t. of conteiit. of CaSt-2 on gt;a.S： rate:diid gel content.7 0 3-7-7-6D D Ds ale匸EJd lumluclo_s0 5 0 59 7 6 457DD
3、5 D6-4-3ODD 落)曙匸EdLi.1 0 Li.15 Li .20 Li.250.3 LICij ntent uf D CP (ph r)Fig. 2 The effect of content of DCP on graft rate and gel content2O665D0 .0 U .51 .04还降低了 UHMWPE加工温度，缩短了塑化时间(Fig.l)。UHMWPE/MAH/CaSt2=100/6/l,随着DCP的加入，接枝物的接枝率逐渐增 大，当加入的DCP的份数到达一定值后，又逐渐下降，而凝胶含量则一直逐渐增 加。在熔融反应过程中，引发剂DCP引起接枝反应和交联反应，
4、两者竞争进行。 当DCP达到一定值后，接枝率略有降低，DCP用量在0.15份左右。(Fig.2)UHMWPE/ DCP/ CaSt2=100/0.15/1,随着MAH的用量的增加，接枝率呈增加趋 势，对凝胶含量的影响不大。超过5份后，MAH的增加对接枝率的提高不大(Fig.3)。UHMWPE/MAH/ DCP/ CaSq =100/5/0.15/1，升高温度，DCP分解速率增加，自由基浓度增加，同时由于熔体粘度降低，分子之间缠结程度降低，MAH容易接枝到分 子链上。也有利于交联反应的发生，凝胶含量增加(Table.1)。Table .1 The effect of teunperature o
5、f iBaction on graft rate and 养 1 content序号接枝率(汎)凝胶含量(汎)11651700.645.521701750.746. 931751800.797. 141801850.668. 2UHMWPE/MAH/ DCP/ CaSt2 =100/5/0.15/1，反应温度为 175180。时，随着反应 时间的延长, 接枝率和凝胶含量明显增大， 14分钟后，接枝率基本不变，凝胶含量 仍然保持增加趋势。塑炼时间过长会使UHMWPE长的分子链断裂，合适的塑炼时 间是14分钟左右(Fig.4)。UHMWPE/MAH/ DCP/ CaSt2 =100/5/0.15/
6、1，在合适的反应条件下，己内酰胺 的加入使接枝物的凝胶含量急剧下降，后趋于平缓，接枝率在CALA0.1份之后才 明显下降。说明CALA是有效的交联抑制剂，在保持较高接枝率的同时显著降低了 凝胶含量。CALA是富电子化合物，在体系中起到了链转移剂和阻交联剂的作用(F ig.5)。接枝物经过溶解抽提和沉淀过滤，除去凝胶。红外光谱如图6所示：曲线在1 7394.1cm-1和1255.4cm-1处有振动吸收峰。说明MAH已被接枝到UHMWPE分子 链上。将共混物PA6/UHMWPE和PA6/UHMWPE/UHMWPE-g-MAH在相同的条件下溶于硫酸中。装有PA6/UHMWPE的烧杯中呈明显的分层现象
7、，上层白色絮状物形 成的悬浮液为不溶于硫酸的UHMWPE，下层透明的为溶于硫酸的PA6。另一烧杯 中，上层白色絮状物基本消失，下层变成乳白色溶液。由此推断在接枝改性的共混 体系中UHMWPE-g-MAH与PA6发生了化学反应，形成了接枝共聚物，在PA6与 UHMWPE的界面上起到了乳化剂的作用，增加了共混物的相容性。Hi886062D3DXIMD23D3IBNEiiaBIUI12D瞰魏輙如nV】）F电I尺融就嫌口 f懿成勰 reactantC onte nt of CALA (phr)Fig. 5 The effect of content of CALA on rate and gel contentD.1D .15 D.2D D.25口一 g raTt rate -* qe 11：o i te 11_参考文献1. 徐定宁、李跃进等，高分子材料科学与工程J, 1992.8(1)： 682. Macknight W .J etal ,palym .Eng. Sci ,1985 25 (18) 1124
