接枝聚丙烯及防腐粘合性树脂的研究
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摘要
为提高聚丙烯极性用于制备铝塑复合、化工容器和管道防腐用粘合性涂覆树脂，用双螺杆反应挤出研制马来酸酐熔融接枝聚丙烯，得到接枝率高的接枝聚丙烯，满足粘合性涂覆树脂的要求。
首先，本文讨论了熔融接枝反应机理，影响接枝效果的各种因素。研究表明MAH确实接枝到了聚丙烯分子链上；在MAH—St熔融接枝PP体系中，当两种单体的物质的量比约为1：1时，St和MAH可通过自由基反应生成St—MAH络合物CTC的形式，体系中的接枝反应主要以CTC的形式对PP大分子自由基的接枝为主，因此接枝物的接枝率最高。
本文还重点研究了均聚、共聚聚丙烯和EPDM／PP、POE／PP接枝马来酸酐，实验表明，在相同条件下嵌段共聚聚丙烯接枝MAH的接枝率高。并且MAH单体的最佳重量份15‰，第二单体苯乙烯重量份18‰，引发剂重量份0.8-1.0‰时MAH的接枝率高；双螺杆挤出机加工温度在190—210℃之间较适宜，物料停留时间在3分钟左右。
本文还研究了制备防腐用粘合性涂覆树脂。接枝率3.5-4％的接枝聚丙烯与聚丙烯、聚乙烯和POE共混，提高粘合性树脂的耐热性、冲击强度，又可提高与铝板、铁板的粘合性。
综上所述，本论文可归纳出如下创新之处：
1对均聚、共聚聚丙烯和EPDM／PP、POE／PP接枝马来酸酐进行系统研究，确定嵌段共聚聚丙烯接枝马来酸酐在适当的螺杆温度和加入适量的MAH、St和引发剂可提高接枝聚丙烯的接枝率。
2接枝聚丙烯与聚丙烯、聚乙烯和POE以一定比例共混可制备出高耐热性、高冲击强度和高粘合性的防腐用粘合性涂覆树脂。
The reactive extrusion of maleic anhydride grafted polypropylene in the doublescrew extruder is studied. The purpose is to improve polypropylene polarity byenhancing grafting degree of PP-g-MAH,to make the adhesion-cohesion resin bywhich coating aluminium-plastic complex pipe, chemical case and piping.
At first, the mechanism of melting graft of polypropylene and maleic anhydrideand the kinds of factors which influence melting graft technique are studied. It isproved that maleic anhydride was grafted on polypropylene for sure. It is showed thatthe grafting degree is the highest when maleic anhydride and styrene CTC graftpolypropylene, and CTC is charge transfer complex conductive polymer by maleicanhydride and styrene in free radical reacting.
The article also studied the melting grafting of homopolypropylene, blockcopolymer of polypropylene,PP/EPDM and PP/POE with maleic anhydride. It isevident that the system by which using block copolymerized polypropylene andadding advisable weight deal of MAH, St monomer and DCP and using advisabletechnical condition will result in the formation of final higher grafting degree ofPP-g-MAH. The optimal weight deal of MAH is 15‰, The weight deal of St is 18‰,the initiator should be controlled at 0.8-1.0‰; the processing temperature intwin-screw extruder should be controlled at 190-210℃, the resident time of materielis about three minute.
The making of adhesion-cohesion resin is discussed in this article. Theadhesion-cohesion was made of PP-g-MAH having 3.5-4％grafting degree and PP,PE、POE. and it will improve adhesion-cohesion capability, temperature resistance,and strength.
Some innovation can be concluded as follows:
1. It is studied the melting grafting of homopolypropylene, block copolymer ofpolypropylene,PP/EPDM and PP/POE with maleic anhydride. It is evidentthat the system by which using block copolymer of polypropylene andadding advisable weight deal of MAH、St monomer and DCP and usingadvisable technical condition will result in the formation of final highergrafting degree of PP-g-MAH.
2. The adhesion-cohesion was made of PP-g-MAH and PP、PE、POE, and itwill improve adhesion-cohesion capability, temperature resistance, andstrength.
首先，本文讨论了熔融接枝反应机理，影响接枝效果的各种因素。研究表明MAH确实接枝到了聚丙烯分子链上；在MAH—St熔融接枝PP体系中，当两种单体的物质的量比约为1：1时，St和MAH可通过自由基反应生成St—MAH络合物CTC的形式，体系中的接枝反应主要以CTC的形式对PP大分子自由基的接枝为主，因此接枝物的接枝率最高。
本文还重点研究了均聚、共聚聚丙烯和EPDM／PP、POE／PP接枝马来酸酐，实验表明，在相同条件下嵌段共聚聚丙烯接枝MAH的接枝率高。并且MAH单体的最佳重量份15‰，第二单体苯乙烯重量份18‰，引发剂重量份0.8-1.0‰时MAH的接枝率高；双螺杆挤出机加工温度在190—210℃之间较适宜，物料停留时间在3分钟左右。
本文还研究了制备防腐用粘合性涂覆树脂。接枝率3.5-4％的接枝聚丙烯与聚丙烯、聚乙烯和POE共混，提高粘合性树脂的耐热性、冲击强度，又可提高与铝板、铁板的粘合性。
综上所述，本论文可归纳出如下创新之处：
1对均聚、共聚聚丙烯和EPDM／PP、POE／PP接枝马来酸酐进行系统研究，确定嵌段共聚聚丙烯接枝马来酸酐在适当的螺杆温度和加入适量的MAH、St和引发剂可提高接枝聚丙烯的接枝率。
2接枝聚丙烯与聚丙烯、聚乙烯和POE以一定比例共混可制备出高耐热性、高冲击强度和高粘合性的防腐用粘合性涂覆树脂。
The reactive extrusion of maleic anhydride grafted polypropylene in the doublescrew extruder is studied. The purpose is to improve polypropylene polarity byenhancing grafting degree of PP-g-MAH,to make the adhesion-cohesion resin bywhich coating aluminium-plastic complex pipe, chemical case and piping.
At first, the mechanism of melting graft of polypropylene and maleic anhydrideand the kinds of factors which influence melting graft technique are studied. It isproved that maleic anhydride was grafted on polypropylene for sure. It is showed thatthe grafting degree is the highest when maleic anhydride and styrene CTC graftpolypropylene, and CTC is charge transfer complex conductive polymer by maleicanhydride and styrene in free radical reacting.
The article also studied the melting grafting of homopolypropylene, blockcopolymer of polypropylene,PP/EPDM and PP/POE with maleic anhydride. It isevident that the system by which using block copolymerized polypropylene andadding advisable weight deal of MAH, St monomer and DCP and using advisabletechnical condition will result in the formation of final higher grafting degree ofPP-g-MAH. The optimal weight deal of MAH is 15‰, The weight deal of St is 18‰,the initiator should be controlled at 0.8-1.0‰; the processing temperature intwin-screw extruder should be controlled at 190-210℃, the resident time of materielis about three minute.
The making of adhesion-cohesion resin is discussed in this article. Theadhesion-cohesion was made of PP-g-MAH having 3.5-4％grafting degree and PP,PE、POE. and it will improve adhesion-cohesion capability, temperature resistance,and strength.
Some innovation can be concluded as follows:
1. It is studied the melting grafting of homopolypropylene, block copolymer ofpolypropylene,PP/EPDM and PP/POE with maleic anhydride. It is evidentthat the system by which using block copolymer of polypropylene andadding advisable weight deal of MAH、St monomer and DCP and usingadvisable technical condition will result in the formation of final highergrafting degree of PP-g-MAH.
2. The adhesion-cohesion was made of PP-g-MAH and PP、PE、POE, and itwill improve adhesion-cohesion capability, temperature resistance, andstrength.
引文
[1] 刘庄 塑料的防腐 太阳能2002第二期 12-16
[2] 灵芝 聚丙烯作为管线防腐涂层相当成功 世界石油工业 1993，6，(10)：23-24
[3] 俞强 铝塑复合用接枝型粘结树脂 江苏石油化工学院学报 2002，6(2)：23-25
[4] 余坚 何嘉松 聚烯烃的化学接枝改性 高分子通报，2000，(1)：66-69
[5] 刘书银 陈中华 高分子材料科学与工程 1999，15(5)：13-18．
[6] Sun YJ Hu G H Lambla M J Appl Polym Sci 1995, 57(9): 1043～10541
[7] 陈年欢 谢续明 材料研究学报 1997，11，141—144
[8] 谢续明 陈年欢 高松 高分子学报 1999(3)：351—354
[9] 李颖 谢续明 陈年欢 高分子通报 2000(6)73-80
[10] R. Rengarajan et al. Polymer, 1990,31:1891-1895
[11] J. Gerecke et al. Ger. (East) DD 275, 161 (1990)
[12] Hirose Toshiyuki et al.: EP370, 753(1990)
[13] A.J. DeNicola Jr. and S. Guhaniyogi: EP439, 079(1991)
[14] Kai Toshiyuki, Hagi Hiroyuki and Inasawa Shitaro: JP03,149,207(1991)
[15] Mustonen Tarja, T. Telen, Bo Malm: EP461, 881(1991)
[16] 黄春蓉等 聚丙烯防腐层在克拉2工程上的应用 天然气与石油 2006，6第24卷第3期 12-15
[17] 许传新 刘月芳 国产3层PE涂敷生产线的设计探讨2002第10卷第4期13-22
[18] 张其滨 管道三层结构聚乙烯涂层的涂覆及其质量控制 腐蚀与防护1999，20(4)171-174
[19] SY／T 0315—97钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准[S]
[20] 陈正均 杜玲仪 耐蚀非金属材料及应用[M]．北京：化学工业出版社，1985，190-192
[21] 化学工业部合成材料老化研究所 高分子材料老化与防老化[M]．北京：化学工业出版社，1983，2-20．
[22] SY／T0413—2002，埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准[S]．
[23] DIN 30678，钢管用聚丙烯防腐层[S]．
[24] Tetsuze A, Masakazu. Characteristics of Newly Devd—Oped Polypropylene Coated Steel Pipe for High Tempera—ture Service[C]. I oaka& Tokyo: Sumitomo Metal Industries, Ltd. 1989.
[25] DIN 30670，钢管及管件聚乙烯防腐层技术要求和试验
[26] NFA49—710，钢管外壁涂敷三层涂层(聚乙烯)技术标准[S]
[27] 姜炳威 塑料合金多层复合防腐管材及其在油田集输中的应用全面防腐控制 腐蚀与防护2000第15卷第1期23-26
[1] 占德权 利用反应挤出的聚丙烯熔融接枝改性 化工纵横 2000年第9期8-10
[2] 刘力强 陈荣 化学与粘合 1990(1)：33-35
[3] 张效梅 徐雅琴 马来酸酐的生产和应用 化学工程师 1998，1(64)：12-14
[4] 陈年欢 谢续明 李松 功能高分子学报 1998(11)：111-120
[5] 袁锦瑶 高峰 聚丙烯接枝马来酸酐接枝率的测定 中国塑料 1995，5(3)：56-58
[6] H．米勒 塑料添加剂手册 化学工业出版社 2000年670-681
[1] Delmonte J. Metal polymer Composites [M]. NewYork: Van Nostrand Reinhold, 1990. 143—160.
[2] Plueddemann E. Silane Coupling Agents [M]. New York Plenum Press, 1991. 1—30.
[3] 陈明安 铝薄板／塑料复合成型机理的研究铝薄板成型及其与聚丙烯的粘接界面特性[D]长沙：中南大学材料科学与工程学院，2002，4：30—31
[4] 袁秀梅 王昭德 宋风华 马来酸酐接枝聚丙烯胶粘剂的合成研究 中国胶粘剂2000，7第10卷第三期
[5] 李士学 粘接过程的配价键力作用[J] 粘接1983，4(2)：1—6．
[6] 于晓强 王静媛 李峰等 马来酸酐接枝聚丙烯的等温结晶动力学研究[J]高分子学报 1998，1：26—28．
[2] 灵芝 聚丙烯作为管线防腐涂层相当成功 世界石油工业 1993，6，(10)：23-24
[3] 俞强 铝塑复合用接枝型粘结树脂 江苏石油化工学院学报 2002，6(2)：23-25
[4] 余坚 何嘉松 聚烯烃的化学接枝改性 高分子通报，2000，(1)：66-69
[5] 刘书银 陈中华 高分子材料科学与工程 1999，15(5)：13-18．
[6] Sun YJ Hu G H Lambla M J Appl Polym Sci 1995, 57(9): 1043～10541
[7] 陈年欢 谢续明 材料研究学报 1997，11，141—144
[8] 谢续明 陈年欢 高松 高分子学报 1999(3)：351—354
[9] 李颖 谢续明 陈年欢 高分子通报 2000(6)73-80
[10] R. Rengarajan et al. Polymer, 1990,31:1891-1895
[11] J. Gerecke et al. Ger. (East) DD 275, 161 (1990)
[12] Hirose Toshiyuki et al.: EP370, 753(1990)
[13] A.J. DeNicola Jr. and S. Guhaniyogi: EP439, 079(1991)
[14] Kai Toshiyuki, Hagi Hiroyuki and Inasawa Shitaro: JP03,149,207(1991)
[15] Mustonen Tarja, T. Telen, Bo Malm: EP461, 881(1991)
[16] 黄春蓉等 聚丙烯防腐层在克拉2工程上的应用 天然气与石油 2006，6第24卷第3期 12-15
[17] 许传新 刘月芳 国产3层PE涂敷生产线的设计探讨2002第10卷第4期13-22
[18] 张其滨 管道三层结构聚乙烯涂层的涂覆及其质量控制 腐蚀与防护1999，20(4)171-174
[19] SY／T 0315—97钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准[S]
[20] 陈正均 杜玲仪 耐蚀非金属材料及应用[M]．北京：化学工业出版社，1985，190-192
[21] 化学工业部合成材料老化研究所 高分子材料老化与防老化[M]．北京：化学工业出版社，1983，2-20．
[22] SY／T0413—2002，埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准[S]．
[23] DIN 30678，钢管用聚丙烯防腐层[S]．
[24] Tetsuze A, Masakazu. Characteristics of Newly Devd—Oped Polypropylene Coated Steel Pipe for High Tempera—ture Service[C]. I oaka& Tokyo: Sumitomo Metal Industries, Ltd. 1989.
[25] DIN 30670，钢管及管件聚乙烯防腐层技术要求和试验
[26] NFA49—710，钢管外壁涂敷三层涂层(聚乙烯)技术标准[S]
[27] 姜炳威 塑料合金多层复合防腐管材及其在油田集输中的应用全面防腐控制 腐蚀与防护2000第15卷第1期23-26
[1] 占德权 利用反应挤出的聚丙烯熔融接枝改性 化工纵横 2000年第9期8-10
[2] 刘力强 陈荣 化学与粘合 1990(1)：33-35
[3] 张效梅 徐雅琴 马来酸酐的生产和应用 化学工程师 1998，1(64)：12-14
[4] 陈年欢 谢续明 李松 功能高分子学报 1998(11)：111-120
[5] 袁锦瑶 高峰 聚丙烯接枝马来酸酐接枝率的测定 中国塑料 1995，5(3)：56-58
[6] H．米勒 塑料添加剂手册 化学工业出版社 2000年670-681
[1] Delmonte J. Metal polymer Composites [M]. NewYork: Van Nostrand Reinhold, 1990. 143—160.
[2] Plueddemann E. Silane Coupling Agents [M]. New York Plenum Press, 1991. 1—30.
[3] 陈明安 铝薄板／塑料复合成型机理的研究铝薄板成型及其与聚丙烯的粘接界面特性[D]长沙：中南大学材料科学与工程学院，2002，4：30—31
[4] 袁秀梅 王昭德 宋风华 马来酸酐接枝聚丙烯胶粘剂的合成研究 中国胶粘剂2000，7第10卷第三期
[5] 李士学 粘接过程的配价键力作用[J] 粘接1983，4(2)：1—6．
[6] 于晓强 王静媛 李峰等 马来酸酐接枝聚丙烯的等温结晶动力学研究[J]高分子学报 1998，1：26—28．