聚乙烯的改性研究課件

1、聚乙烯的改性研究聚合物的表面改性處理方法：電暈放電處理火焰處理：用可燃性氣體的熱氧化焰對聚合物表面進(jìn)行瞬時高溫燃燒，使其表面發(fā)生氧化反應(yīng)而達(dá)到處理目的熱處理：把聚合物暴露在熱空氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)，使其表面引進(jìn)羰基，羧基以及某些氨基和過氧化物，從而獲得可潤濕性和黏結(jié)性?；瘜W(xué)處理：鈉洗含氟高聚物，酸氧化法（重鉻酸鹽和濃硫酸），碘處理，臭氧氧化。低溫等離子體處理聚乙烯(PE)聚乙烯 塑料一種, 是結(jié)構(gòu)最簡單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。通過乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70-100)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿

2、的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良。鑒于它的優(yōu)良性能，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等， 其用途非常廣泛。但是它有一致命缺點：對于環(huán)境應(yīng)力(尤其是化學(xué)和機械作用) 很敏感，耐熱老化性差。聚乙烯的改性品種 主要包括： 氯磺化聚乙烯 交聯(lián)聚乙烯 共混改性聚乙烯氯磺化聚乙烯（CSM） 氯磺化聚乙烯是美國杜邦公司首先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的。氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯經(jīng)過氯化和氯磺化反應(yīng)制得。氯磺化聚乙烯的合成 ：自由基引發(fā)：Cl22Cl RClR+Cl氯磺化反應(yīng)：R+SO2

3、RSO2 RSO2+Cl2RSO2Cl+Cl R+Cl2RCl+Cl R+ClRCl Cl+RHHCl制備傳統(tǒng)方法：由氯和二氧化硫與聚乙烯（數(shù)均分子量約20000）作用而成,一般采用溶液法，固相法。杜邦公司在1952年率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),采用的是溶液法,即將高密度聚乙烯溶解在鹵代烴中,通入Cl2和SO2氣體來合成,但污染嚴(yán)重。固相法合成工藝具有反應(yīng)時間短,成本低,污染少,工藝簡單合理,對設(shè)備腐蝕性小等優(yōu)點,是目前合成CSM的一個重要研究方向。 新工藝：Roberchard 等提出了以氯化聚乙烯為原料, 聚合產(chǎn)生氯磺化聚乙烯。 經(jīng)實際檢驗，氯磺化聚乙烯有優(yōu)異的耐臭氧性、耐大氣老化性、耐化學(xué)腐蝕性

4、等，較好的物理機械性能、耐老化性能、耐熱及耐低溫性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐電絕緣性。CSM可用于制成涂料，合成特種橡膠，在工業(yè)上用于制造具有特殊性能的管子、運輸帶、密封件等制品等，其用途十分廣泛 。氯磺化聚乙烯涂料交聯(lián)聚乙烯 （CLPE ）采用輻射法（X射線、電子射線或紫外線照射等）或化學(xué)法（過氧化物或有機硅交聯(lián)）使線型聚乙烯成為網(wǎng)狀或體型的交聯(lián)聚乙烯。PE的輻射交聯(lián)反應(yīng)為自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),反應(yīng)過程可分為三步: (1) PE高分子鏈在輻照作用下生成初級自由基和活潑氫原子; (2)活潑氫原子可繼續(xù)攻擊PE,再生成自由基; (3)大分子鏈自由基之間反應(yīng)形成交聯(lián)鍵。 CLPE的生產(chǎn) 輻射交聯(lián)法

5、：在實驗室試驗時，主要用射線。工業(yè)上，常用大型電子加速器產(chǎn)生的電子束來使聚合物發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)主要是使用高能射線打斷PE中C 一C 鍵和C 一H 鍵所產(chǎn)生的自由基來引發(fā)交聯(lián)的。在進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)時，需要加入增敏劑和敏化劑。增敏劑一般為多官能團(tuán)單體,可增大交聯(lián)反應(yīng)的比例；敏化劑一般為活潑小分子,作用為加速輻射交聯(lián)反應(yīng)。常用的增敏劑有二甲基丙烯酸四甘醇脂等;常用的敏化劑有四氯化硅、四氯化碳等。CLPE的生產(chǎn) 過氧化物交聯(lián)：一般采用有機過氧化物為交聯(lián)劑，在熱的作用下，分解而生成活性的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上生成活性點，并產(chǎn)生碳一碳交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 除此之外還有硅烷交聯(lián)法 ，這里不作介紹了。

6、性能比較 CLPE 和普通PE 的性能比較項 目普通PE交聯(lián)聚乙烯密度0.920.92最高工作溫度/7590瞬間短路溫度/250軟化溫度/105115體積電阻率10（17)10（17）介電強度20-353550耐候性差一般耐老化性一般優(yōu)良耐油性一般優(yōu)良低溫脆化性一般優(yōu)良交聯(lián)聚乙烯的生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜共混改性聚乙烯兩種密度不同的聚乙烯按各種比例共混得到的一系列有中間性能的聚乙烯。主要有以下四種方式的改性： 1、不同密度的聚乙烯的共混改性 ； 2、不同分子量的高密度聚乙烯共混改 性； 3、不同品種塑料的共混改性 ； 4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù) 。下面主要介紹不同密度的改性以聚乙烯樹脂的滾塑

7、為例。滾塑又稱旋轉(zhuǎn)模塑,是生產(chǎn)中空塑料制品的工藝方法之一。其基本工藝過程是將定量的粉狀樹脂裝入模具,在對模具加熱的同時使模具繞互相垂直的兩個軸向旋轉(zhuǎn),從而使樹脂熔融并借助重力作用均勻地涂布于模腔表面,最后經(jīng)冷卻脫模后得到制品。滾塑工藝對聚乙烯樹脂性能如下要求 ：（1）樹脂的熔體流動速率在2g/ 10min10g/ 10min 之間 。（2）樹脂密度應(yīng)在0. 92g/ cm30. 94g/ cm3 之間。（3）樹脂的熱穩(wěn)定性要好試樣制備實驗原料：3 種原料樹脂,分別為:線性低密度聚乙烯樹脂: LLDPE 7143 型和LLDPE 7042 型，高密度聚乙烯樹脂: HDPE 6070 型 。實驗設(shè)備：雙螺桿擠出機 、熔體流動速率測試儀 、密度測試儀 、硬度計 、沖擊試驗測試儀 、萬能拉力機 、紅外光譜儀 、塑粒微粉磨機、雙軸旋轉(zhuǎn)模塑機 。試驗方法：分別以LLDPE 7143 、LLDPE 7042 為主體,HDPE 6070 以不同質(zhì)量比與其共混、造粒、制樣。LLDPE 7143型與HDPE 6070 型不同配比所得試樣性能LLDPE 7042 型與HDPE 6070 型不同配比所得試樣性能 從表1 和表2 可以看到,在LLDPE 樹脂中共混HDPE 樹脂后,明顯提高了樹脂的密度、熔體流動速率、拉伸強度和硬度。其中H