聚马来酸酐高级脂肪醇酯的合成及其对聚乙烯的表面改性.pdf

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聚马来酸酐高级脂肪醇酯的合成及其对聚乙烯的表面改性研究。1实验部分视“。1。本文设计合成了三种新的两亲性大分子改性剂一聚马来酸酐十八醇酯(PMAO)、聚马来酸酐-雌●通讯联系人：许家瑞(1952一)，男，广东汕头人，哲学博士，教授，博士生导师，E—mail：ce叫国zsucd⋯n。垫堡堑!旦些兰望堡垡星!些垡!些；墼堑些塑墼坠垒塑周勰1”，李楚生1，祝亚非2，许家瑞1”‘(中山大学1化学与化学工程学院材料科学研究所，聚合物复合材料与功能材料教育部重点实验室，2测试分析中n，广东，广州，510275)聚乙烯(PE)是一种综合性能良好而价格低廉的通用塑料，但因其非极性的表面特性而难以被水基介质润湿，从而在一定程度上限制其应用的拓展，故PE表面亲水性能的改善一直以来是PE改性研究的热点。采用添加表面改性剂共混改性是一种经济而简便的办法，它只需借助通用的混炼设备，在加工前将表面改性剂(或其“母粒”)混入塑料中，成型后利用改性剂向制品表面迁移的特性，来改善聚烯烃制品的表面性能。然而，目前主要使用的小分子改性剂与基体树脂的结合能力较差，迁移到材料表面后容易因挥发、溶解、洗涤或摩擦而脱离基体表面，改性效果不稳定，改性物寿命短。采用大分子添加剂有可能克服这一缺点，且少量添加便可以达到改性效果，对材料的力学性能影响不大，因而引起人们的重十六醇酯(PMAH)和聚马来酸酐十四醇酯(PMAT)。发现将少量改性剂与LLDPE共混，其极性基团能在LLDPE表面富集，有效地降低PE的水接触角，具有良好的应用前景。1．1原料马来酸酐：分析纯，上海试剂三厂；十八醇：分析纯，进口分装；十六醇：化学醇，广东汕头新宁化工厂；十四醇：分析纯，上海化学试剂厂；三乙胺：分析纯，广州化学试剂厂；丙酮：分析纯，广州化学试剂二厂；甲苯：分析纯，广州化学试剂厂；过氧化苯甲酰：分析纯，广州化学试剂厂；线性低密度聚乙烯(【上-DPE)：D0w化学公司产品，产品牌号AFFIH耵Y；低密度聚乙烯(LDPE)：北京燕京石油化工公司化工一厂，产品牌号：Ⅱ2A—l；高密度聚乙烯(HDPE)：广州石油化学总公司，产品牌号：5000s。功能高分子学报摘要：采用溶液聚合的方法合成聚马来酸酐，考察不同聚合条件对聚马来酸酐产率的影响。将所合成的聚马来酸酐与十八醇、十六醇和十四醇进行酯化反应合成了三种两亲性的大分子表面改性剂聚马来酸酐十八醇酯(PMAO)、聚马来酸酐十六醇酯(PMAH)和聚马来酸酐十四醇酯(PMAT)。对这三种聚马来酸酐高级醇酯／聚乙烯共混体系的表面亲水性进行了研究，采用全反射缸外光谱对聚马来酸酐高级醇酯共混体系薄膜进行表征，发现聚马来酸酐高级醇酯可以在聚乙烯薄膜表面富集，接触角测量表明聚马来酸酐高级醇酯的加入可以有效降低聚乙烯薄膜的水接触角。关键词：聚乙烯；聚马来酸酐高级醇酯；两亲性；大分子表面改性荆；表面富集中圈分类号：0631文献标识码：A文章编号：1008—9357(2003)03—0347—06●收稿日期：20∞一03—3l基金项目：教育部博士点专项科研基金(20010558002)、国家自然科学基金(50273048)及广东省自然科学基金(990271)资助。●●作者简介：周勰(1卵l一)，男，广东湛江人．博士研究生，主要研究方向：聚合物改性。V01．16No．3
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刚ermcti⋯f2结果与讨论㈨。和1㈨amr1．2聚马来酸酐(PMA】的合成在配有搅拌器、温度计、恒压漏斗和回流冷凝管的四口瓶中加入一定量的马来酸酐、甲苯和过氧化苯甲酰，在搅拌下进行聚合反应；将聚合产物过滤并用甲苯洗涤4～6次；经60℃真空干燥得PMA。聚马来酸酐的结构简式如下：1．3聚马来酸酐高级醇酯的合成”1[以聚马来酸酐十八醇酯(PMAo)为例]将聚马来酸酐和十八醇接一定的比例溶于丙酮中，在三乙胺催化下加热回流反应，蒸出大部分丙酮，倒入水中得沉淀，吸滤，干燥得酯化产物PMAo。聚马来酸十八醇酯分子结构简式为：通过加入聚马来酸酐和不同的高碳醇，可制得不同的聚马来酸高级醇酯。1．4改性聚乙烯试样的制备将改性剂与不同品种的PE在密炼机上进行共混，共混温度为160℃，时间15min，用模具将共混物热压成膜，先在乎板硫化机上预热压后，再冷压，即得实验所需的薄膜试样，薄膜厚度约为50一80斗m。1．5测试分析仪器及表征聚合物粘度，用乌氏粘度计，四氢呋喃作溶剂，30℃下测定；全反射红外光谱，Nic01et210傅立叶变换红外光谱仪，扫描速率为64次，分辨率为2em～；接触角，DataPhysics0cA一20型接触角测定仪，测试溶剂为二次去离子水和二碘甲烷；差热分析，TADsC2910差示扫描量热仪，气氛为N：30rn【／min，升降温速度为10℃／min，记录降温和第二次升温曲线；热重分析，sh