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熔融接枝制备高熔体强度聚丙烯及其性能研究
摘要：本文探讨了采用熔融接枝法制备高熔体强度聚丙烯的方法和技术，并对制备的聚丙烯进行了性能测试。结果表明，接枝剂选择、反应温度和时间等因素对聚合物性能具有重要影响，适宜条件下可制备高熔体强度聚丙烯材料，具有优异的力学性能和热稳定性。
关键词：熔融接枝；聚丙烯；熔体强度；力学性能；热稳定性
1.引言
聚丙烯是一种广泛应用的热塑性聚合物，由于其价格便宜、成型性好、化学稳定性和耐热性能优异，已经成为了塑料工业的主要材料之一。然而，聚丙烯的缺点之一是其熔体强度较低，一定程度上限制了其在一些领域的应用。因此，开发制备高熔体强度聚丙烯材料是目前聚丙烯相关研究的热点之一。
熔融接枝是一种常见的改性方法，通过将一个可以与聚合物链结合的接枝剂引入到聚合物体系中，可以提高其力学性能、热稳定性以及耐化学性等方面的性能。在聚丙烯材料的改性中，熔融接枝也是一种有效的方法。
2.实验方法
2.1材料与设备
聚丙烯（PP）（熔流指数MFI=2.0g/10min）(原料商名称）,钴酸钴、2,5-二氧丙基丙烯酸（DPO）和苯甲酰过氧化物（BPO）等化学试剂（供应商名称）。
实验设备包括高温石英管熔融接枝反应器、压平机、万能试验机、差示扫描量热仪以及红外分光光度计等仪器。
2.2实验步骤
将100gPP颗粒放入高温石英管熔融接枝反应器中，在温度为180℃的条件下原地加热40分钟，加入一定量苯甲酰过氧化物，用于引发接枝剂的聚合反应。
将DPO（2%，5%，8%）按比例加入熔融聚合体系中，然后在反应器中以180℃的温度下进行接枝反应；
将接枝样品放入压平机中进行压平处理，制备出均匀的试样；
对聚丙烯进行力学性能测试和热稳定性分析。
3.实验结果与分析
3.1表征结果
采用差示扫描量热仪和红外分光光度计对聚丙烯样品进行测试。随着DPO接枝剂含量的增加，玻璃转移温度（Tg）显著增加，证明接枝反应的进行可提高聚丙烯的熔体强度。同时，红外光谱分析结果表明接枝化学反应发生了，接枝剂已经成功地与聚合物链相连，形成了接枝支化结构，从而改变了聚丙烯的结构特性。
3.2力学性能测试结果
采用万能试验机对实验样品进行拉伸强度的测试。实验结果表明，随着DPO含量的增加，样品的强度逐渐增加，在DPO的含量为8%时，拉伸强度可达到60MPa，比原始PP提高了80%以上。此外，断裂伸长率略有减少，但断裂韧性略有提高。
3.3热稳定性分析结果
采用差示扫描量热仪对封口样品进行热稳定性分析，结果表明，与未接枝的PP相比，接枝材料具有更高的热稳定性，即开始软化的温度（T0）和最终分解温度（Td）均有所提高，这可能与接枝反应后聚合物分子链的接枝支化结构有关。
4.结论
本文采用熔融接枝法制备了高熔体强度聚丙烯材料，并对其进行了性能测试。结果表明，聚丙烯的熔体强度随着DPO接枝剂含量的增加而增加。同时，接枝反应还能提高聚合物在高温条件下的热稳定性。因此，熔融接枝法是开发制备高熔体强度聚丙烯材料的有效方式。