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聚乙烯和热引发剂反应吗
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聚乙烯和热引发剂反应吗
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哈气0715
2022-12-03
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聚乙烯六种改性方法疑问全了解
注塑那些事儿
2020-07-24 15:18
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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。
1.接技改性
接枝聚合物几乎不改变取乙烯骨架结构,同时又将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上,既保持了PE原有特性, 又增加了新的功能,是一种简单而行之有效的 PE 极性功能化方法。
接枝反应实施方法主要有溶液法、溶融法、固相法以及辐射接枝法等。
(1)溶液法
使用甲苯、二甲苯、氯苯等作为反应介质在液相中进行。PE、单体、引发剂全部溶解在反应介质中,体系为均相,介 质的极性和对单体的链转移常数对接枝反应影响很大。
(2)固相法
将PE粉末直接与单体、引发剂、界面活性剂等接触反应。与传统实施方法相比,固相法具有反应温度适宜、常压、基 本保持聚合物固有物性,无需回收溶剂,后处理简单,高效节能等优点。
(3)熔融法
在熔融状态下,通过引发剂热分解产生自由基,从而引发大分子链产生自由基,在接枝单体的存在下发生自由基共聚 反应,然后在聚合物大 分子链上接枝侧链。
(4)辐射接枝法
辐射接枝表面改性包括γ射线、β射线、电子束等辐照方法,其原理是利用聚合物被辐照后产生游离基,游离基再与 其它单体生成接枝聚合反应,而达到表面改性的目的。辐射接枝改性主法有:共辐照法、预辐照法、过氧化物法。
2.交联改性
交联改性使PE的物理力学强度大大提高,并显著改善其耐环境应力开裂性、耐腐蚀性、抗蠕变性及耐候性,从而拓宽 了其应用范围。已商品化的PEX(铝塑复合管)就是PE交联的典型应用。交联改性有辐射交联、化学交联、硅烷交联。
辐射交联:将聚乙烯置于辐射场中,在高能射线(主要是γ射线、X射线和电子束等)作用下,可以在固态聚合物中 形成多种活性粒子,引发一系列化学反应,从而可以在聚合物内部形成交联的三维网络结构。
化学交联:由过氧化物或偶氮化合物分解所生成的自由基与PE分子中不饱和点生成活性中心,通过单体把这些活性中 心连结起来就成为化学交联聚乙烯。
硅烷交联:使含有不饱和乙烯基和易于水解的烷氧基多官能团的硅烷接枝到PE主链上,然后在水及硅醇缩合催化剂作 用下发生水解并缩合成―Si―O―Si―交联键,即得硅烷交联聚乙烯。
3.共混(聚)改性
(1)共聚改性
聚乙烯的共聚改性包括配位共聚合,如乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)以及乙烯同1-丁烯、1-戊烯的共聚 物;聚乙烯的自由基共聚合,如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA);离子型共聚合,如乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯- 甲基丙烯酸甘油酯(EGMA)的共聚物等。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。
(2)共混改性
共混改性是用其它树脂、橡胶或热塑性弹性体与PE共混,以此改善PE的韧性、抗冲击性、印刷性、对油类阻隔性等性 能。
①高低密度PE共混改性。低密度PE较柔软,强度较低;而高密度PE强度大,韧性较差,两者共混,可取长补短,制得 硬度相异的PE材料。HDPE/LDPE共混体系中加入LLDPE(线性低密度PE)或VLDPE(极低密度PE),则由于LLDPE或VLDPE与 HDPE共晶,与LDPE部分共晶,而达到改善其性能的目的。
②PE与CPE(氯化聚乙烯)共混改性。CPE与PE共混后,共混物中引入氯原子,可以改进PE的阻燃性。选用适当的相容 剂,可改善两者的相容性,避免其它阻燃方法可能造成的制品性能下降。另外,PE与CPE共混还可改善PE的印刷性、韧 性。
③PE与EVA共混改性。PE与EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)共混物具有优良的柔韧性、透明性、较好的透气性和印刷性,受 到广泛的重视。但同时制品的力学强度有所下降。
④PE与橡胶共混改性。HDPE与橡胶类物质(如丁基胶、天然胶、丁苯胶、乙丙胶等)共混,可显著提高其冲击性能。
⑤PE与PA(聚酰胺)共混改性。将PA掺入PE可提高 PE对氧及烃类溶剂的阻隔性。但由于分子结构的差异,PA与PE的 相容性差,徐僖等通过紫外线辐射,使PE分子链上引入C=O,―COOH―,―OH等极性基团,在与PA熔融共混过程中,引入 的极性基团与PA分子链上酰胺基或端胺基发生化学反应,增强了HDPE与PA的界面相互作用。
4.填充改性
填充改性是在热塑性树脂基质中加入无机粒子,使塑料制品的原料成本降低以达到增重的目的,或使塑料制品的性能 有明显改变。既在牺牲某些性能的同时,使另一些性能得到明显的提高。 为论述方便,将填充改性分为一般性填充和功能性填充。
(1)一般性填充改性
一般性填充仅限于PE力学性能的变化。填充PE的无机填料有碳酸钙、滑石粉、高岭土、硫酸钡、硅酸钙和二氧化硅 等。
碳酸钙填充PE复合材料可以降*品成本,提高刚性、耐热性、尺寸稳定性。但无机填料碳酸钙与非极性高聚物PE界 面粘合性差,导致材料力学性能、流动性能下降。通过加入偶联剂或用MPEW(马来酸酐接枝聚乙烯齐聚物)对碳酸钙进行 包覆处理可以改善界面粘合性。 填充PE常用有机填料有稻草纤维,木粉纤维等。
(2)功能性填充改性
填充改性主要是改善塑料在光、电、磁、燃烧等方面的效果,而不仅仅是力学性能的变化,则称这类填充改性为功能 性填充。功能性填充聚乙烯包括生物降解聚乙烯、导电聚乙烯和阻燃聚乙烯等。
生物降解聚乙烯:将淀粉经变性处理后加入PE中可制得淀粉塑料,埋入土壤后由于淀粉的存在,具有微生物可降解 性。研究表明,PE/淀粉降解塑料不但可以直接作为碳源被微生物利用,并能为微生物次代谢物所腐蚀。
导电聚乙烯:绝缘的聚乙烯树脂与导电填料(如炭黑、金属粉)复合可得导电性新型功能材料。这类材料具有重要的 理论研究价值,而且在抗静电、导电、自由控制面发热体、电磁屏蔽等诸多领域有极为广泛的应用前景。
阻燃聚乙烯:PE的阻燃方法有:①添加卤素阻燃剂,并与三氧化二锑配合使用。②添加有机酸、磷酸铵、三溴苯等。 ③添加有阻燃作用的无机填料,如Al(OH)3,Mg(OH)2等。
5.增强改性
具有增强效果的填充改性称为增强改性,所选用的增强材料有玻璃纤维、合成纤维、晶须等。为论述方便,将自增强 改性也并入此类。 自增强改性。这种增强改性并不加入任何填充材料,而是通过特殊的成型加工方法和模具流道的特殊设计,使PE熔融 体流动速度梯度增大,造成分子链的平行取向,有助于伸直链晶体的生成,从而充分挖掘材料的内在潜力,开发出力学性 能堪与工程塑料媲美的聚乙烯制品。由于未加任何填充材料,不需考虑聚乙烯与填充材料的相容性问题。 玻璃纤维增强聚乙烯改性。利用价廉易得并具有高强度的玻璃纤维增强PE,以提高其力学强度和耐热性,使其成为工 程塑料。研究结果表明,在复合过程中加入界面反应试剂及其与PE接枝而形成的接枝物可与玻璃纤维表面及其硅烷发生化 学作用或交联,显著提高复合材料界面粘结性能和力学性能。 合成纤维也可作为增强型填料,它们比玻璃纤维密度小,强度更高。可用于PE改性的合成纤维有聚丙烯腈纤维、聚酰 胺纤维、聚乙烯醇纤维、芳香族聚酰胺纤维等。 晶须作为一种新型材料,具有强度高、模量高、隔热性能好等优点,同时与基体相容性较好,因此也可作增强剂使 用。常用的有碳酸钙晶须、钛酸钾晶须等。
6.纳米粒子对PE的改性
纳米材料指平均粒径在100nm以下,颗粒尺寸处于原子簇和宏观物体交接区域内的材料。由于表面效应、体积效应 等,纳米粒子具有许多新异的物理化学性质,以聚合物为基体的聚合物/无机纳米粒子复合材料具有良好的机械、光、 电、磁等特性,可形成重要的多功能新材料,纳米技术对聚合物进行改性已成为材料科学研究的前沿。 纳米改性PE材料中有:纳米蒙脱土改性PE、纳米氧化锌改性PE、纳米氧化铝改性PE及纳米黏土改性PE等。
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点错了,我不反对取消全民核酸
搜
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