聚烯烃

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聚烯烃(PE、PP、EPDM、EPR、EVA等)由于非极性及结晶性,与其他材料,如极性聚合物、无机填料等相容性很差,无法制备有用的共混材料。加入预先制备或现场形成的增容剂,能使原本不相容的聚合物形成具有任一组分都不具备的独特性质的共混物。增容剂作为一种表面活性剂,能降低表面张力,提高共混物中分散相和连续相之间的界面粘结力。
  为扩大聚烯烃的应用范围和研制更多有价值的新材料,功能化聚烯烃作为增容剂,一直是科研和工业生产中的一个重要领域。迄今为止,由于廉价、高活性和良好的加工性,马来酸酐接枝聚烯烃(PO-g-MAH)是最重要的功能化聚烯烃。它在聚合物共混物、聚合物/无机填料、聚合物/有机纤维、复合增强材料和粘结剂等方面都有广泛的应用。
  聚烯烃接枝马来酸酐的方法很多,主要有溶液法、熔融法、辐射法和固相法等。但最重要的方法是熔融法,即所谓的“反应挤出法”。熔融接枝的机理很复杂,并伴随有严重的副反应,表现为聚乙烯接枝反应的交联,聚丙烯的降解,以及乙丙橡胶中两种副反应的同时出现。加入一些含N、P、S原子的电子给体化合物,如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)能抑制这些交联、降解等副反应。
  溶融接枝可以在单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或Brabender流变仪中进行。将聚烯烃、MAH单体、引发剂和其他添加剂,在少量分散剂的帮助下均匀混合,然后将混合物加入挤出机料斗中进行熔融挤出。影响聚烯烃接枝马来酸酐反应的因素很多,主要有引发剂品种和浓度,单体质量浓度,添加剂品种和浓度,
反应温度以及反应时间等。引发剂DCP浓度增加,接枝率相应提高,但DCP用量过多,伴随有交联反应;DCP固定不变时,接枝率随MAH用量的增加而呈上升趋势,但继续增加MAH的用量时对接枝率的影响变小;反应温度低时,DCP的分解浓度高,但也有利于副反应的发生,因而消耗了自由基,使自由基没有明显提高;熔融反应时间(即挤出机螺杆的转速)对接枝率影响很大。螺杆转速太快时,物料在料筒内停留时间较短,反应不充分,接枝率降低。当螺杆转速太慢时,剪切力过小,致使引发剂分散不均,同时物料停留时间过长,会引起严重的交联而降低接枝率。综合上述结果,在LDPE接枝过程中,DCP用量为0。08~0。1份,MAH用量为4~5份,反应温度160~170℃,螺杆转速为40~45r/min为宜。PP接枝过程中,DCP用量为0。2~0。4份,MAH用量为5~7份,反应温度为175~180℃,螺杆转速为30~45r/min为佳。
  应用:
  马来酸酐接枝聚烯烃最为成功的应用就是在聚酰胺(PA)共混物中的应用。PA作为
一种性能优良的工程塑料,应用非常广泛。但也存在低温及干态冲击强度差、吸水率大、缺口冲击强度低等缺点。由于PA的强极性,与非极性的聚烯烃树脂不相容,使得聚烯烃改性PA的研究发展很慢。直到反应性增容技术的研究成功,聚烯烃改性PA的共混物才大量出现,其中所用的反应型增容剂以MAH接枝聚烯烃为主。
  当聚烯烃接枝马来酸酐与PA熔融共混时,接枝在PO主链上的活性酸酐基团与PA分子末端的氨基反应,最初形成酰胺键,经闭环后形成酰亚胺键,生成PO-g-PA接枝共聚物。这样,位于相界面上的接枝共聚物就通过共价键加强了相界面间的粘结力,扩大了分散相在边续相中分布范围,使得共聚物的性能得到明显的改善。
  PE、PP的接枝物增容PA共混物,随着PE-g-MAH含量的增加,冲击强度增大。当PE-g-MAH质量份数达到30%时,冲击强度达到最大,此时的脆韧转变温度下降了50℃以上。在PA6/PE-g-MAH/PE三元体系中,在PA含量固定不变的情况下,提高PE-g-MAH的含量,同时提高PA6的分子量,能显著提高共混物的冲击强度。
  【聚烯烃弹性体接枝MAH增韧尼龙】
  聚烯烃弹性体接枝MAH增韧尼龙在商业上取得了很大的成功。接枝聚烯烃弹性体上的MAH与PA反应,原位生成接枝共聚物,从而大大改善了弹性体与PA的相容性,取得了满意的增韧效果。根据实验四种聚烯烃弹性体接枝MAH体系,分别是EPDM、EPR、SEBS、超低密度聚乙烯(ULDPE)。这四种弹性体接枝MAH增韧PA6的效果如下:EPDM-g-MAH>EPR-g-MAH>SEBS-g-MAH>ULDPE-g-MAH。ULDPE-g-MAH体系中粒径分布最窄,平均粒径也最小,但它的增韧效果却最差。
  另外POE接枝马来酸酐也可改性PA。
  【聚烯烃接枝MAH在改性聚酯(PBT、PET)共混物中的应用】
  对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)自1970年商品化以来,以其优异的性能,很高的结晶率和结晶速率,适中的价格,成为注塑成型树脂中发展最快的一种。因其具有耐化学腐蚀性、热稳定性、水中改寸稳定性、良好的熔融流动性和电性能,广泛应用于电气、汽车、建筑和其它工业。然而,很差的抗冲强度限制了PBT的进一步应用。为了提高PBE的抗冲击强度,人们作了很多研究,典型的是用橡胶或抗冲塑料改性。
  若将PBT和线性低密度聚乙烯(LLDPE)共单纯以增韧PBT。由于它们不相容,加入了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)接枝MAH作为增容剂。通过EVA上接枝的MAH与PBT末端羟基起反应,在两相界面上形成了接枝共聚物,增加了两相的界面粘接力。加入EVA-g-MAH后,PBT/LLDPE(70/30)共混物的冲击强度有了很大的提高,同时并未损失很多挠曲强度和拉伸强度,反而在加入质量分数为
1~3%的EVA-g-MAH时,拉伸强度和挠曲强度达到了最大值。与加入未接枝EVA的PBT/LLDPE相比,EVA-g-MAH体系的力学性能提高的更明显。随着EVA-g-MAH加入量的增加,体系的粘度也在增加,这也证明了在相界面上发生了接枝反应从而增加了两相的粘合力。
  也可将EPR-g-MAH与PBT熔融共混得到了增韧的PBT共聚物。EPR上接枝的MAH和PBT的末端羟基反应,原位生成(EPR-g-MAH)-g-PBT接枝物。接枝物起到了类似表面活性剂的作用,减小了界面
张力,降低了橡胶颗粒尺寸,增加了两相粘接力,提高了韧性。 
  对苯二甲酸乙二醇酯(PET)广泛应用于包装(主要是瓶子)、电子等工业。PET与其他聚合物,特别是聚烯烃的共混物具有令人感兴趣的力学和阻隔的综合性能,以及良好的加工性。而且,在环保意识不断加强的今天,这种共混物不经分拣就能重复利用的性能就更为可贵了。由于PET与聚烯烃接枝MAH在增容PET/聚烯烃体系方面也取得了不错的效果。
  【聚烯烃接枝MAH在改性TPU共混物中的应用】
  由于极性不同以及界面上很高的张力,热塑性聚氨酯(TPU)和PE是不相容的,共混物的力学性能甚至低于单独组分的力学性能。用PE-g-MAH做增容剂,增加了PE的极性,同时在熔融共混过程中,TPU上的氨基甲酸乙酯键受热离解,与MAH反应生成成异氰酸酯,然后异氰酸酯之间相互反应,在界面上原位形成一种接枝共聚物,增加了PE与TPU之间的相容性,提高了共混物的力学性能。
KRATON FG系列1901,1924等就是马来酸酐接枝的SEBS,用途范围非常广泛。/view/fdda9dc66137ee06eff918d0.html
1、准备检查称量工具(容器选择和清理、刷、勺)
2、原材料检查
按配方对原材料品种、规格、用量的要求、准备所需的原材料,配合(compounding)时检查各种原材料的外观、泽等有无异常,防止配错或原材料变质,必要时需要对某些原材料加工后配合或做性能试验后配合;
3、称量工具选择与使用
选择:一般地用量少的配合剂(硫化剂、促进剂、活性剂、防老剂等)采用托盘天平称量,而用量较大的原材料(生胶、炭黑等)采用台称配合,为了保证称量的准确性,每一种量具的最大称量范围不得超过其满标的80 %;
4、称量
直接称量(适用无污染、无粘附固体物料)(包括两边都加垫纸称量)
1) 清理称盘
2) 标定好砝码或砣及游码(物料质量)
3) 准确加料(先多后少先快后慢最后滴加)到称盘
4) 倒出料到存料器并刷净
5) 复位
间接称量:
1) 清理容器
2) 将容器放到称盘
3) 准确称量容器的质量
4) 标定好砝码或砣及游码(物料和容器质量和)
5) 准确加料(先多
后少先快后慢最后滴加)到称盘
6) 取下容器
7) 复位
注意事项:
①量时,应将生胶、固体软化剂、液体软化剂、防老剂、硫化剂、促进剂、活性剂、填充补强剂分别放在对应的专用容器内,最好单放以便检查,也可把一类配合剂放在一容器中。
②量好的原材料按一定规则存放,混炼时按一定顺序手工投料;
③量前台称、天平要进行清理、校零、校灵敏性,并定期在使用过程中进行校捡,以防出现异常现象,各个天平的砝码不得混用。
④合应保持清洁、配合剂不得相互掺混或掺入其它杂质,配合后应在4h混炼完。否则应严格保护好,以防吸潮、落入尘灰和本身飞扬等。
⑤实验室称量,使用完每一种药品要及时将药匙归位,并盖好盖子。
5、标识与复查
①每称量好一样原材料后,需标识好品种、规格及用量;
②原材料全部称量完毕,必须复查原材料的品种、规格及用量,可全复查,可抽查。
6、收尾工作
①称量完毕后要做好称量记录及实验室记录等;
②称量完毕后要清点称量工具,包括秤砣、砝码等,切要归位;
③称量完毕要打扫现场卫生。
开炼机操作方法及步骤
1) 按设备维护使用规程规定检查设备各部件,并开机空载运行,观察是否正常;
2) 调整开炼机前后辊筒温度至规定标准(前辊45土1℃,后辊40土l℃);
3) 将辊距调至4~5mm,将切胶胶块靠主驱动齿轮一边连续投入破胶4~5min;
4) 辊距调小至0.8~lmm,将破胶后胶片薄通10~13次,第一次薄通的胶片,第二次应扭转90 o角加入;
5) 辊距调至10~12mm,将薄通后的胶片包辊后连续左右切割捣合3~5次,然后切割下片(下片至一半时,割取可塑性检查试样3~5块),下片胶片厚度为13~14mm,宽度为300~400mm,长度为700~1200mm;
6) 将胶片放置中性皂液隔离槽中冷却5~10min,取出胶片挂置铁架上,进一步冷却(自然或强制冷却)晾干,至胶片温度为45℃以下;
7) 晾干的胶片置于铁桌上停放,停放时间为8~72h,堆放高度应不超过500mm。 
1) 开车前必须戴好皮革护手腕,混炼时要戴口罩,禁止腰系绳、带、胶皮等,严禁披衣操作。
2) 开车前必须检查大小齿轮及辊简间有无杂物。每班首次开车,必须试验刹车装置是否完好、有效、灵敏可靠(制动后前辊空车迥转不准超过四分之一周),平时严禁用紧急刹车装置关车。
3) 至少两人以上操作,必须相互呼应,当确认无任何危险后,方可开车。有投料运输带必须使用运输带。
4) 调节辊距左右要一致,严禁偏辊操作,以免损伤辊筒和轴承。减小辊距时应注意防止两辊筒因相碰而擦伤辊面。
5) 加料时,先将小块胶料靠大齿轮一侧加入(投
入不要放入)。
6) 操作时要先划(割)刀,后上手拿胶,胶片未划(割)下,不准硬拉硬扯。严禁一手在辊筒上投料,一手在辊筒下接料。
7) 如遇胶料跳动,辊筒不易轧胶时或积胶在辊缝处停滞不下时,,严禁用手压胶料。
8) 用手推胶时,只能用拳头推,不准超过辊筒顶端水平线(或安全线)。摸测辊温时手背必须与辊筒转动方向相反。
9) 割刀必须放在安全地方(不要放在接料盘中),割胶时必须在辊筒下半部进刀,割刀口不准对着自己身体方向。
10) 打三角包、打卷时,禁止带刀操作,打卷时,胶卷重量不准超过25公斤。
11) 辊筒运转中发现胶料中或辊筒问有杂物,挡胶板、轴瓦处等有积胶时,必须停车处理。严禁在运转辊简上方传送物件。运输带积胶或发生故障,必须停机处理。
12) 严禁在设备转动部位和料盘上依靠,站坐。
13) 炼胶过程中,炼胶工具、杂物不准乱放在机器上,以避免工具掉入机器中损坏机器。
14) 刹车或突然停电后,必须将辊缝中的胶料取出后方能开车,严禁带负荷启动。严禁带负荷开车。
15) 严禁机器长时间超载或安全保护装置失灵情况下使用。
16) 工作完毕,切断电源,关闭水,汽阀门。
3、维护保养
一、开炼机翻炼方法的基本操作
开炼机翻炼方法实训:两面三刀、薄通法、打三角包、打大卷、打小卷、取样、下片操作法。上述几种翻炼方法,在生产中往往不是单独进行的,通常是几种方法相伴进行。
(一)两面三刀操作
插入图片及录像或教师示范
操作步骤:
1. 混炼时割胶刀从辊筒一侧水平进刀至辊筒长度的2/3~3/4处立刀向下稳着让胶料落到料盘中
2. 当辊距上的堆积胶基本进入通过辊距后停止割胶
3. 用手将落盘胶料拉入另一侧并尽可能转动90°,并附贴在有包胶上让割下胶自动带回辊距
4. 落胶全部带上辊筒并包好辊再从辊筒另一侧如此操作
5. 这样依次两侧轮流,每侧各3刀(次)共计6刀(次)
要点:
1. “三刀”: 进刀至辊筒长度的2/3~3/4处,不能割断
2. “两面”:从辊筒一侧进到后,再从另一侧进刀。
3. 不能将胶料全部通辊
实训(05-1)两面三刀操作实训(分组每人轮流操作),现场指导评训
学生实训及评训(分8组每人轮流进行,其它同学评训)
(二)三角包操作(复习式)
此法是采用较小辊距(1~1.5mm)或较大辊距(2~2.5mm),操作时先将包在前辊上的胶料横向割断,随着辊筒的旋转将左右两边胶料不断向中间折叠成一个三角包,如此反复进行到规定次数,使辊筒之间的胶料不断地由两边折向中间,再由中间分散到两边进行混合。然后放大辊距(10mm左右),
包辊、下片。

本文发布于:2023-05-12 10:07:52,感谢您对本站的认可!

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