上述方法中,苯乙烯作为第二单体最为常用。苯乙烯的电子云密度比马来酸酐更为丰富,因此苯乙烯优先接枝到PE2·上形成PE2-St·,并且苯乙烯上的共轭结构能够稳定PE2·,抑制聚乙烯的交联。同时,由于苯乙烯具有丰富的电子云,马来酸酐容易接枝到PE2-St·上;且以苯乙烯-马来酸酐交替共聚物的形式存在,提高了马来酸酐的接枝率。然而该体系也存在一定的局限性,当引发剂的含量较高时,接枝产物仍然交联严重。另外,马来酸酐的接枝率在MAH与St质量比为1:1时达到极大值,但是当St过量时,St优先接枝到聚乙烯主链上,反而使马来酸酐的接枝率下降。

针对上述不足,本工作向马来酸酐熔融接枝聚乙烯体系引入氧化石墨烯。一方面,氧化石墨烯连接着大量的酚羟基和羧基等供电子基团,另一方面,氧化石墨烯具有层状的物理结构。由于氧化石墨烯存在这些独特的化学和物理结构,马来酸酐分子可能与其发生化学作用并插入层间,进而对马来酸酐熔融接枝聚乙烯反应产生影响。因此,本文研究了氧化石墨烯对马来酸酐熔融接枝聚乙烯交联和接枝的影响。

1。2 不同组份的简介

本工作以聚乙烯(PE)为基体,过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,马来酸酐(MAH)为接枝单体,苯乙烯(St)为共聚第二单体,氧化石墨烯(GO)为交联抑制剂,研究了氧化石墨烯对马来酸酐熔融接枝聚乙烯(PE-g-MAH)交联和接枝的影响。

1。2。1 聚乙烯

在不同的反应条件可以合成不同分子结构和不同性能的聚乙烯分子[8]。

高密度聚乙烯(HDPE)以Ziegler-Natta催化剂为引发剂,在低温(60~90 ℃)和低压(0。2~1。5 MPa)的温和条件下合成,具有支链少、结晶度高、密度大、熔点高等特点。   

低密度聚乙烯(LDPE)以微量氧或过氧化物为引发剂,在高温(180~200 ℃)、高压(150~300 MPa)条件下合成,具有支链多、结晶度低、密度低、熔点低等特点,可用于加工薄膜等制品,也叫高压聚乙烯。

线性低密度聚乙烯(LLDPE)以负载于二氧化硅的铬化合物为催化剂,通过乙烯与少量α-烯烃共聚合成。分子中只有少量长支链,但包含一些短支链,相对LDPE结晶度增加,力学性能增加,并且具有良好的耐撕裂强度、耐环境等性能。论文网

1。2。2 过氧化二异丙苯

过氧化二异丙苯(DCP),白色晶体,熔点41~42 ℃,分解温度120~125 ℃。半衰期为1 min时对应的温度为175 ℃,半衰期为1 h时对应的温度为136 ℃。 郭永华等[9]使用螺杆挤出机研究了不同类型引发剂对聚乙烯熔融接枝马来酸酐的影响。发现过氧化二异丙苯作为马来酸酐熔融接枝聚乙烯体系中的引发剂比较合适,所得PE-g-MAH交联程度小,接枝率高,并且马来酸酐的接枝率随过氧化二异丙苯用量的增加而增加。

1。2。3 马来酸酐

如图1。1所示,马来酸酐为五元环状结构,环内带有碳碳双键,反应活性强,价格低廉,常被用于改性聚烯烃。马来酸酐的分子量为98。06,熔点为52。8 ℃,沸点为202 ℃,常温下为白色片状结晶,有强烈的刺激气味,易吸水,挥发较快,需常温密封保存。马来酸酐中的酸酐基团反化学应性强,吸电子能力极强。

图1。1 马来酸酐的化学结构式

1。2。4 苯乙烯

如图1。2所示,苯乙烯(St)由乙烯取代上的一个氢原子形成,乙烯基的电子与苯环共轭,电子云密度大活性高。常温下为无色、有特殊香气的液体,在空气中易发生氧化及聚合,所以一般低温保存,并添加有对苯二酚阻聚剂,使用前需用碱除去阻聚剂。St在聚乙烯中溶解度很低,挥发较快,并不与引发剂发生反应。

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