马来酸酐-三烯丙基异氰脲酸酯双单体官能化改性EPDM的研究与应用

摘要

本文研究了马来酸酐（MAH）和三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）双组份单体对三元乙丙橡胶的熔融接枝改性，讨论了各种条件对接枝反应规律的影响。结果表明，用TAIC作共接枝单体能够显著提高MAH的接枝率。通过对接枝反应机理的探讨，发现TAIC和MAH的共聚合反应在接枝反应中起到重要的作用。接枝反应采用过氧化二异丙苯（DCP）引发，发现TAIC具有更高的活性，首先与EPDM大分子自由基进行接枝反应，形成EPDM-TAIC·，然后该自由基再与TAIC或者MAH进行共接枝反应。由于MAH较大的位阻效应，EPDM大分子自由基更易于与TAIC反应。当TAIC用量从0phr增加到0.8phr（3.2×10-3mol），MAH的共接枝率明显提高。然而，TAIC用量进一步增多将导致交联程度较大增加，EPDM凝胶率增加，不利于共聚接枝反应的进行。MAH用量不超过5phr（5×10-3mol）时，MAH主要与TAIC进行共接枝反应。TAIC用量超过1.2phr后，接枝链或者交联网络结构中以TAIC结构为主。
　　考察了各种反应条件对接枝反应的影响，得到的最佳配方为EPDM：100phr， MAH：5phr，TAIC：0.8phr，DCP：0.15phr；最佳工艺条件为温度：180℃，时间：8min，转子转速：75r/min。此条件下接枝产物的接枝率最大，为0.6％。对比分析了DCP和BPO对接枝反应的影响，发现DCP的引发效果要好于BPO。
　　为探究MAH与TAIC共聚反应的规律，实验采用沉淀聚合法制备MAH-TAIC共聚物，采用核磁共振仪等表征手段对共聚物进行了结构分析，分析了各种反应条件对共聚物的转化率、微粒形貌和数均分子量及分布的影响，得到的最佳反应条件：反应温度80℃，反应时间4h，BPO用量5%，MAH与TAIC单体摩尔比为1:1，此条件下得到的共聚物微球表面光滑，粒径均一，尺寸规整，且共聚物转化率较高，为35.92%。共聚物的数均分子量较低，范围在1800～4000之间，分子量分布在1.5～2.5之间，表明在较高的引发剂浓度下，两单体共聚程度较弱，仅生成了低聚物。
　　分别用MAH接枝率为0.6%的EPDM-g-MAH/TAIC（G-EPDM）、原料EPDM增韧改性聚丙烯（PP）。结果表明，当EPDM或G-EPDM与PP的比例为25/75 时，EPDM/PP的缺口冲击强度比原料 PP提高了6倍，而 EPDM-g-MAH/TAIC的增韧效果更加明显，缺口冲击强度提高了11倍左右，明显好于EPDM的增韧效果，且G-EPDM在PP的分散更均匀，粒径更小。

目录

符号说明

前言

第一章 文献综述

1.1三元乙丙橡胶

1.2 EPDM的接枝改性

1.3 EPDM接枝产物的共混改性

1.4 熔融接枝法制备EPDM接枝物的表征

1.5 EPDM多单体接枝改性的研究

1.6 聚丙烯的增韧改性

1.7 选题的目的、意义及研究内容

第二章 MAH和TAIC双单体官能化改性EPDM反应过程研究

2.1 实验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 MAH与TAIC共聚的研究

3.1 实验原料

3.2 实验仪器

3.3 MAH-TAIC共聚物的制备

3.4 实验配方

3.5 测试与表征

3.6 结果与讨论

3.7 本章小结

第四章 EPDM-g-MAH/TAIC共混改性聚丙烯

4.1 实验原料

4.2 实验仪器

4.3 试样制备

4.4 测试方法

4.5 结果与讨论

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

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