探索氯化聚丙烯及其马来酸酐接枝物基础性质的研究

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1、郑州大学博士学位论文氯化聚丙烯及其马来酸酐接枝物基础性质的研究姓名：范忠雷申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：刘大壮;王键吉2003.4.28郑州大学博士学位论文摘要聚丙烯具有优良的综合性能和独特的性价比，使其在生产和应用中得到了很大的发展。1995年聚丙烯产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，居第三位，2000年聚丙烯产量达2820万吨，超过聚氯乙烯位居第二。聚丙烯广泛用于薄膜、纤维和注塑制品，尤其随着汽车工业的快速发展，使得对聚丙烯制品的表面性能和外观提出了更高的要求，但是由于一般涂料树脂对聚丙烯附着

2、力很差，而氯化聚丙烯对聚丙烯塑料具有优良的附着力，因此汽车工业的需要就成为研究氯化聚丙烯的重要推动力之一。本文针对氯化聚丙烯目前研究的薄弱环节，对氯化聚丙烯结构与性能关系进行了系统研究，用激光光散射法测定了氯化聚丙烯和CPP-g—MAH接枝物的分子量，z均方根旋转半径和第二维利系数等基本物性参数。通过窄级分氯化聚丙烯的分子量和特性粘数的测定，得到了氯化聚丙烯在甲苯溶液中、298．tSK条件下的Mark—Houwink方程为【叩】=0．0174Mo6”9。在此基础上，进一步拟合出Z均方根旋转半径和重均分

3、子量的关系式，计算了氯化聚丙烯在甲苯溶液中的均方根末端距和分子的柔性参数，得到氯化聚丙烯在甲苯溶液中是柔性分子，以无规线团的形式存在。建立了一套精确测定聚合物溶解度参数的实验装置。用此装置可以准确测定高聚物在指定温度下的溶解度参数，并且可以动态追踪整个实验过程，形象地给出聚合物溶解度参数范围。在此基础上，研究了氯化聚丙烯分子量、温度和马来酸酐接枝率对溶解度参数的影响。测定结果表明分子量对氯化聚丙烯分级样品的溶解度参数影响不大。随温度的升高，可以显著改善氯化聚丙烯对非溶剂的容忍度，表现在溶解度参数上为氯

4、化聚丙烯的溶解度参数范围扩大。随接枝率增加，CPP—g—MAH接枝物对极性溶剂的容忍度逐渐增大，表明通过接枝马来酸酐可以提高氯化聚丙烯的极性，改善与短油度醇酸树脂的混容性。用称重法测定了氯化等规聚丙烯和其接枝物在298．15K下，不同溶剂中的溶解度。氯化聚丙烯溶解性能实验表明：氯化聚丙烯属于弱极性物质。在溶度参数接近时，一般弱极性溶剂为良溶剂，中等极性溶剂为微溶溶剂。用溶解度结果对CPP—g—MAH接枝物的极性进行分析，认为随着马来酸酐的引入，氯化聚丙烯的极性逐渐增强。并用一维溶解度参数、三维溶解度参

5、数和类溶解度参数对氯化聚丙i郑州大学博士学位论文烯和接枝物的溶解性能进行了研究，得到聚合物的溶解性能图，为其选择合适溶剂或配制混合溶剂提供依据。用不同方法研究了氯化聚丙烯及其接枝物与常用涂料树脂的相容性。稀溶液粘度法(n判据和B判据)预测结果是氯化聚丙烯和石油树脂相容，和丙烯酸树脂不相容性，和短油度醇酸树脂的相容性与配比有关。对氯化聚丙烯和短油度醇酸树脂的相容性进行判别，发现3444短油度醇酸树脂在树脂中的含量小于0．5时，a>o，13>o，表示二者相容；含量大于0．5时，Q

6、相容。用红外光谱法考察了该类共混物的羟基位移情况，认为短油度醇酸树脂的羟基和氯化聚丙烯链上氯原子的相互作用促进了两种树脂间的相容性。在此基础上，用涂膜光泽度和透光度法研究了一系列氯化聚丙烯和醇酸树脂混合物涂膜的性能，发现涂膜的光泽度和透光度可用来表征聚合物之间的相容程度。所得的宏观结果与稀溶液粘度法预测的结果相当一致。用正交实验考察了石油树脂与CPP的比例，G漆在总量中的百分含量，烘干温度三个因素对氯化聚丙烯涂膜光泽度的影响，实验结果表明烘干温度对氯化聚丙烯涂膜的光泽度有显著影响，当烘干温度达到CPP

7、的软化点时，涂膜光泽度显著改善，因此，该涂膜的适宜烘干温度在333K～353K之间。这个结果对于聚丙烯涂料的工艺条件优化具有一定的意义。关键词：氯化聚丙烯CPP—g—MAH接枝物醇酸树脂分子量溶解度参数溶解度共混物相容性稀溶液粘度法红外光谱法光泽度郑州大学博士学位论文ABSTRACTDuetogoodintegratepropertiesandspecialratioofitspropertiestoprice，polypropylene(PP)hasgainedgreatdevelopmentint

8、heproductionandapplicationItstotaloutputstandthethirdonlybehindpolyethyleneandPVCin1995，andthesecondin2000whichoutput，upto282milliontons，exceedPVCyieldPolypropylenewaswildlyusedinthefieldoffilm，fibreandplasticproduceBecauseofitsg