摘要: 聚乙烯(PE)材料弱极性，表面附着力低，限制了它的应用。对PE材料进行官能化改性，在分子链上引入极性或功能性侧基(或侧链)，是扩大PE材料应用的有效途径之一。目前对聚烯烃材料进行官能化改性的方法主要有溶液接枝法、固相接枝法、熔融接枝法。但是... 展开 聚乙烯(PE)材料弱极性，表面附着力低，限制了它的应用。对PE材料进行官能化改性，在分子链上引入极性或功能性侧基(或侧链)，是扩大PE材料应用的有效途径之一。目前对聚烯烃材料进行官能化改性的方法主要有溶液接枝法、固相接枝法、熔融接枝法。但是这些方法各自存在着产物接枝率低或交联副反应严重或反应单体不容易除去或溶剂回收困难等不足。悬浮聚合是溶有引发剂的单体以液滴状在分散剂保护下悬浮在水中的聚合过程，本课题以马来酸酐(MAH)作单体，采用悬浮接枝法改性PE，拟为一种低成本，高接枝率、交联度小以及环境影响小的PE改性新工艺奠定技术基础。 首先，以水作分散介质，LDPE(或HDPE)为分散相，油溶性过氧化二苯甲酰为引发剂，采用悬浮法将极性的MAH接枝到PE分子链上，制备LDPE-g-MAH(或HDPE-g-MAH)。在探索主要单因素影响的基础上进行正交优化实验，确定获得较高接枝率时的较佳反应条件。实验结果表明，制备LDPE-g-MAH的较佳接枝反应条件是：LDPE18.0g，MAH7.0g，BPO2.0g，90℃，4.5h，此时产物接枝率达到3.94wt％，并且LDPE-g-MAH未检测到交联物；制备HDPE-g-MAH的较佳接枝反应条件为：HDPE10.0g，MAH16.0g，BPO0.35g，95℃，5.0h，此时产物接枝率为1.54wt％。 其次，选用接枝率为3.00wt％的LDPE-g-MAH与环氧氯丙烷(ECH)反应，制备支链末端带有环氧基团的LDPE-g-MAH-ECH，通过正交优化实验，考察反应条件对LDPE-g-MAH-ECH的环氧值的影响。实验结果表明，制备LDPE-g-MAH-ECH的较佳反应条件是：物料比为7:1，酯化温度95℃，酯化时间为120min，酯化反应催化剂用量为0.05g，闭环剂用量为0.252g，闭环反应温度90℃，闭环反应时间60min。在此反应条件下的测试结果显示，酯化产物的酸值<0.1 mg/g，LDPE-g-MAH-ECH的环氧值达到8.75mmol/g。 第三，根据T型单搭接拉伸剪切强度标准，考察了不同接枝率的官能化产物(LDPE-g-MAH和HDPE-g-MAH)对碳钢表面粘接性能关系。结果显示：当LDPE-g-MAH的接枝率为3.00wt％左右时，LDPE-g-MAH与碳钢的粘接性能最好，拉伸剪切强度可达10.5MPa左右(搭接面的破坏形式是内聚破坏，即PE/碳钢界面粘接牢固，PE本体强度不足)，显著提高了LDPE与碳钢之间的粘接性；当HDPE-g-MAH的接枝率为1.10wt％左右时，HDPE-g-MAH与碳钢的粘接性能最好，拉伸剪切强度达到21.5MPa，同样显著提高了HDPE与碳钢之间的粘接性； 最后，对不同比例的LDPE/HDPE混合物进行MAH悬浮接枝改性结果表明，由于HDPE提高了LDPE的本体强度，从而较大程度的提高了LDPE与碳钢的粘接性能，使LDPE/HDPE-g-MAH与碳钢的粘接强度最高可达到15.4MPa(搭接面的破坏呈混合破坏)。 收起