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1、湖北工程学院化学与材料科学学院本科毕业论文 目 录摘要II关键词IIAbstractIIIKey wordsIII1.文献综述11.1 PP的简介11.2 PP的改性研究进展11.3 PA6的简介及应用21.4 PP/PA6共混物的研究进展31.5 POE-g-GMA的应用41.6本课题研究的主要目的以及意义62实验62.1主要原料62.2主要仪器和设备72.3试样制备72.4测试与表征83.结果与讨论103.1 POE-g-GMA及纯POE的红外分析：103.2接枝率的测定分析：113.3 PP/PA6共混物力学性能分析：123.4 POE-g-GMA接枝PP/PA6共混物力学性能分析：14
2、3.5 PP/PA6共混物及PP/PA6/POE-g-GMA共混物力学性能比较164 结论17参考文献18致谢20POE-g-GMA的制备及其增容PP/PA6共混物的性能研究摘要：采用熔融法制备乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)。利用红外光谱法和化学滴定法对接枝物进行结构表征及接枝率的测定。并将POE-g-GMA作为相容剂对PP/PA6共混物的力学性能的影响进行研究。研究结果表明：在PP/PA6共混物中加入适量的PA6可以提高PP的拉伸强度，当在PP/PA6共混体系中加入相容剂POE-g-GMA，不仅能够改善PP/PA6共混物的相容性，而且能够使PP/PA6共混物在
3、保持较高拉伸强度和弹性模量的同时，大幅度地提高共混物的缺口冲击度和断裂伸长率，与纯PP相比提高幅度显著增大。关键词：乙烯-辛烯共聚物；甲基丙烯酸缩水甘油酯；熔融接枝；化学滴定法；力学性能Preparation of POE-g-GMA and Its Application Study on Toughening PP/PA6composite membranesAbstract: The copolymer of GMA grafting POE was prepared by melting process in a co-rotating twin-screw extruder.The
4、character and graft yield of the copolymer were studied by FTIR and titration. polyanide6 blends were studied. And the effect of mechanical properties of POE-g-GMA as a compatibility agent on PP/PA6 blends was studied. Research results showed that the addition of appropriate amount of PA6 in the ble
5、nds of PP/PA6 can improve the tensile strength of PP, when the addition of the compatibility POE-g-GMA in PP/PA6 blend system, not only can improve the compatibility of PP/PA6 blends, and can make the PP/PA6 blends while keeping high tensile strength and modulus of elasticity at the same time, great
6、ly improve the notched impact and the elongation at break of the blends, compared with pure PP improve significantly increased. Key words: ethylene/octane copolymer；glycidyl methacrylate；melt grafting；chemical titration；structure proper；191.文献综述1.1 PP的简介聚丙烯英文名称：Polypropylene，简称：PP，俗称：百折胶。聚丙烯是聚-烯烃的代表
7、，由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，其单体是丙烯CH2=CHCH3。在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材、家具等方面具有广泛的应用，聚丙烯是一种性能优异的聚烯烃材料，自1957年由意大利的Montecatini公司实现工业化以来，它是五大通用热塑性树脂中发展历史最短、增长最快的品种。聚丙烯之所以能获得如此迅速的发展，有以下几个方面的原因：（1）综合性能优良，性能范围宽；（2）无毒害、易回收，具有环保优势；（3）丙烯原料来源丰富、广泛；（4）生产能耗低，低于任何一种树脂品种，污染少；（5）生产工艺简单、经济，且具有多方面的适应性（可以市场要求生产不同性能、牌号的产品）。聚丙烯也存在低温脆性、机
8、械强度和硬度较低、成型收缩率大、易老化耐温性差等缺点，这大大限制了PP的推广和使用。随着工艺的改进和新型催化剂的开发，市场上出现了全新的PP新品种。与传统PP相比，它们在抗冲性、刚性、透明性、光泽、阻隔性等方面的优势，不仅在传统PP领域发挥作用，而且也向汽车、机械、运输、工程等领域渗透1。1.2 PP的改性研究进展目前，无论国内外关于PP共混改性的研究都已非常活跃。但是理论性的突破仍是未解之谜，国内与国外相比，还有一段相当的距离，因此，针对PP不同性能需求对PP进行必要的改性，PP的改性技术一般有以下几种方法：接枝和交联改性，填充改性，共混改性，阻燃改性，抗老化改性，改变晶型等2。为此，从七十
9、年代中期以来，国内外许多学者对PP的改性进行了大量的研究，特别是近年来，随着汽车、家电等行业对各种专用料的需求不断增长，PP的改性研究更为活跃。PP的生产及应用近年来发展十分迅速，其市场竞争也日趋激烈。国际市场的竞争对国内市场也产生相当大的影响，对于这种影响，我们应积极响应并采取相应的对策，提高国内的生产能力并扩大市场应用，使国内PP的生产与应用紧随世界发展潮流。PP的改性技术已成为使其工程化、功能化和精细化的重要手段。从近年的发展看，PP的改性技术的发展主要集中于以下两点：（1）相容剂技术是目前塑料合金开发研究的核心。由于几乎所有常见大品种树脂与PP均不相容，因此，适于制备PP合金的界面相容
10、剂的开发是PP高性能化的重要途径。目前开发的热点是用马来酸酐和丙烯酸接PP，接枝赋予PP极性后便可与聚合物共混制成各种合金。如Shell公司开发的马来酸酐改性热塑弹性体（TPE）相容剂已成功用于制备PA/PP合金，这种合金具有PA的耐热性和耐化学药品性，并同时具有PP的吸湿性和低成本性。（2）各种改性技术的复合化单纯的填充、共混、接枝等改性技术往往在提高单项性能的同时，会导致其他性能的大幅度下降，因此，各种改性技术的复合化已成为新的研究热点。PP/GF/Rubber体系便是成功的一例。普通玻纤增强PP虽然具有很高的刚性、硬度和拉伸强度，但冲击强度很低，加入弹性体并同时加入交联剂，结果达到了增强
11、/增韧互穿聚合物网络动态交联技术的协同作用，实现了刚性和韧性的最佳匹配。1.3 PA6的简介及应用PA6又名尼龙6，是半透明或不透明乳白色粒子，化学稳定性好，具有热塑性、轻质、韧性好和耐磨性好等特性，广泛应用于工程领域。PA6是极性聚合物，具有良好综合性能，如冲击强度和拉伸强度高，尼龙6是工程塑料3中开发最早的品种，也是目前聚肽胺塑料中产量最大的品种之一。尼龙6本身具有耐磨、耐油、润滑、绝缘、力学性能优良、抗震吸音、耐弱酸碱等优良的加工性能4，但普通尼龙6也存在着干态和低温冲击强度低的缺陷，使其应用受到一定的限制，不能满足汽车、电子、机械等行业对材料高韧性的需求。国内外通过多种方法对普通尼龙6
12、进行增韧改性，增韧后的尼龙6广泛应用于交通、电子电器、消费品、机械工业和其他行业。尼龙作为假韧性塑料，本身韧性较好，但是对缺口冲击性较敏感，为了改善其缺口冲击韧性，加入弹性体是一种简便有效的方法。通常采用聚烯烃弹性体增韧方法制备高韧性尼龙6，也是目前增韧尼龙6的最主要开发方向。为了获得较高的韧性，必须选择适当的弹性体，适宜的相容剂及用量、冲击改性剂用量等。无机非弹性体增韧尼龙6具有较好的刚性、韧性平衡，其发展前景好。随着汽车、电子电器、机械等行业的发展，高韧性、高强度、多功能的尼龙6应用范围会越来越广，需求量将会继续增大。目前，PA6工程塑料被广泛用于汽车工业、机械工业、电子电气、日用产品及化
13、工建材业等方面。在国外，PA6的开发和应用发展迅速，产品品种牌号多，在国民经济中占有越来越重要的地位，汽车塑料化已成为汽车工业发展水平的标志之一。在国内，PA6工程塑料消耗量相对较少，国产产品仅为总消耗量的8%左右，生产能力的缺口相当大。随着国内PA6生产能力的提高及我国汽车、机械、电子电气工业的发展，开发和生产具有特殊性能、能满足市场需求的PA6工程塑料产品成为市场的热点。1.4 PP/PA6共混物的研究进展PP具有强度高、密度小、耐热性好、易加工及廉价等优点，但是由于聚丙烯的线性链结构，表面活化能低，导致其亲水性、抗静电性、染色性、印刷性以及与极性材料的相容性差，这些缺点限制了PP在许多领
14、域的应用，为了长期使用并扩大应用范围，须对聚丙烯塑料进行改性聚丙烯的改性，根据其结构分化学改性和物理改性5。PA6具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性，抗冲击性能较好，广泛应用于工程领域6。尼龙6是PA中最坚韧的一种，它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加工流动性好等优点，但是吸水性大、吸水后冲击强度和弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。PP是非极性聚合物，有优良的综合性能，是应用广泛的通用塑料之一，但是有较大的球晶，球晶界面易出现晶界缺陷和裂纹，低温容易脆裂，成型收缩率大等缺点。然而PA6是极性聚合物，具有良好综合性能，但是由于PA6吸水率大，影响制品的尺寸稳定性和电性能。近几年来，通用
15、塑料工程化是聚合物改性的一大研究热点，PP/PA6共混体系正是其中的研究热点之一7。所以我们将适量的PP和PA6共混克服它们固有的缺点，性能上取长补短,拓宽PP的应用领域。因此，对于PP与PA6共混8，人们进行了大量的研究9。但PP是一个非极性的高聚物，在大分子链上无可反应的基团，其溶解度参数为8.2-9.2，而PA6大分子链节中含有酰胺基团，是一个极性很强的聚合物，其溶解度参数达12.7，因此，PP与PA6是严格的不相容体系。目前，研究较多的是向PP/PA6共混体系中加入增容剂10，增容剂能与PA6在共混过程中就地生成具有增容作用的共聚物，实现PP与PA6相容性共混11。但其共混体系的性能受很多因素的影响。对于PA6增容改性12方面，国内外进行了大量研究，常用增容剂的研究已经比较成熟且得到了较好的效果。目前解决相容性的主要方法还是加人带反应性官能团的增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影响PP/PA6共混物的微观结构和性能。原位增容PP/PA6共混物因工艺简单，成本低，受到了关注，但其容易导致PP的降解，采用合适的工艺路线减少PP的降解而又能保证增容效果是原位增容PP/PA6共混物的研究方向。对于PP/PA6共混物的研究大多局限于二元体系上，工业技术期待能够研制
