PP-g-AA的制备.pdf

第5 9 卷第3 期 2007 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 9 ．N o ．3 A u g u s t200 7 P r e p a r a t i o no fP P g A A D O N GY u a n ，L A NX i n z h e D e p a r t m e n to fM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ，X i ’a nU n i v e r s i t yo f A r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y ，X i ’a n7 10 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r e p a r a t i o np r o c e s so fP P - g - A Ac o p o l y m e ri si n v e s t i g a t e db ym c a l mo fr a d i a t i o ng r a f t h 嗜c o p o l y m e r i z a t i o n 。a n dt h e e f f e c t so ft e m p e r a t u r e ，r e a c t i o nt i m e ，I l l o n o n l e rc o n c e n t r a t i o n ，p o l y m e r i z a t i o ni n h i b t t o ra n dc t o o s ．1 i n k i n ga g e n to ng r a f t 啦r a t ea 地d e t e r - m i n e d ．n er e m d t s8 h o wt h a tt h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h er a d i a t i o nd o s a g e 。w h i l et h ee f f e c to fr e a c t i o nt i m eo n t h ed e g r e eo fg r a f t i n gi sd i f f e r e n ti nb wa n dh i g ht e m p e r a t u r e 托r 塔∞．T h eo p t a n a lc o n d i t i o ni s r e a c t i o nt e m p e r a t u r e6 5 ℃，r e a c t i o nt i m e 3 h 。m o n o m e rd o s a g e3 0 9 6 ，p o l y m e r i z a t i o ni n h i b i t o rd o s a g e0 ．8 9D V Bd o s a g e5 m L ． K e y w o r d a c h e m i c a le n g i n e e r i n g ；r a d i a t i o ng r a f t i n g ；a c r y l i ca c i d ；p o l y p r o p y l e n ef a b r i c ’C I ￡N u m b e r T 0 3 1 6 ．3 1 3D o c u m e n tC o d e AA r t i c l eI D 1 0 0 l 一0 2 1 1 2 0 0 7 0 3 一∞7 2 一0 3 P o l y p r o p y l e n e P P h a sb e c o m e o n eo ft h e f a s t e s tg r o w i n gr e s i n sb e c a u s eo fi t sw i d ea p p l i c a b i l i t y ，l o wc o s ta n dv e r s a t i l i t y ．I t sm o d i f i c a t i o nh a sa l s o b e e nw i d e l yi n v e s t i g a t e dt of u r t h e re x p a n di t sa p p l i c a b i l i t y ．C h e m i c a lm o d i f i c a t i o no fP Pt h r o u g hg r a f t c o p o l y m e r i z a t i o no f f e r sa ne f f e c t i v em P ．a n 8f o ri n t r o d u c i n gs o m ed e s i r a b l ep r o p e r t i e si n t oP Pw i t h o u ta d v e r s e l ya f f e c t i n gt h en a t u r eo fi t sb a c k b o n e ．T h e g r a f t i n gh a sg r e a tp r a c t i c a li m p o r t a n c ea n dc a nb ec a r t i e do u tu s i n gv a r i o u sm e t h o d s ．O t h e rm e t h o d si n e l u d es o l u t i o ng r a f t i n g [ 卜2 1 ．i r r a d i a t i o n g r a f t i n g [ 3 】 a n dp h o t oi n i t i a t e dg r a f t i n g [ 4 | ．C o m p a r e dt oo t h e r m e t h o d s ，p r e i r r a d i a t i o ni n d u c e ds o l i dp h a s eg r a f t c o p o l y m e r i z a t i o nh a st h ef o l l o w i n ga d v a n t a g e s l o w t e m p e r a t u r e ，l o wp r e s s u r e ，n on e e do fs o l v e n tr e c o v c r y ，l o wc o s ta n ds h o r tr e a c t i o nt i m e ．T h ep r e p a r a t i o np r o c e s so ft h eP P g A Ac o p o l y m e rh a sb e e ns t u d - i e db yp r e - i r r a d i a t i o ni n d u c e ds o l i dp h a s eg r a f tc o p o l y m e r i z a t i o n ． 1 E x p e r i m e n t a lM e t h o d 1 ．IM a t e r i a l s T h ed o m i n a n tm a t e r i a l sa n di n s t r u m e n t su s e di n R e c e i v e dd a t e 2 0 0 7 0 2 一1 6 P r o j e c ts u p p o r t e db y 。8 6 3 。P r o g r a m 2 0 0 3 A A 3 2 X 0 9 0 B i o g r a p h y M sD O N GY u a n 1 9 6 8 一 ，l e c t u r e ，m a j o ro np r e t m r a t i o n a n da p p h e a t i o no fn e wi o n - e x c h a n g em a t e * i a h ． e x p e r i m e n t sa r ei r r a d i a t i o ns o u r c eC 0 6 0 ，e l e c t r o t h e r ． m o sg l o v e9 8 1 一Cw i t hd i g i t a li n d i c a t i o n ，n o n w o v e n p o l y p r o p y l e n ef a b r i cw i t h5 0 9 ／m 2a n d0 ．0 2 2 m md i a m e t e r ，A A A Rg r a d e ，M e t h y l o l C Rg r a d e ， D V S A Rg r a d e a n dA C A Rg r a d e ． 1 ．2P r e - i r r a d i a t i o n N o n - w o v e np o l y p r o p y l e n ef a b r i ci si r r a d i a t e df o r ac e r t a i nt i m eb yg a m m ar a d i a t i o nw i t hc e r t a i nr a d i a t i o nd o s a g ea ta m b i e n tt e m p e r a t u r e ．T h es a m p l ea f t e r p r e - i r r a d i a t i o ni sp r e s e r v e di nr e f r i g e r a t o r ．A 1 lt h ee x p e r i m e n t ss h o u l db ec o m p l e t e dw i t h i nt w om o n t h sa f t e rr a d i a t i o n ． 1 ．3 S y n t h e s i so fP P - g - A A As q u a r e s h a p e dn o n - w o v e np r o p y l e n ef a b r i co f 1 0 0 m ms i d es h o u l db ef i r s ti m m e r s e di nA Cf o ra b o u t 2 4 h ，w a s h e db yd i s t i l l e dw a t e ru n t i lt a s t e l e s s ，d r i e d i nt h e r m o s t a tf o ra b o u t2 ．5 ha t1 0 5 ℃。a n dw e i g h e d ． T h e ni ti sa d d e di n t oat h r e en e c kf l a s ke q u i p p e dw i t h a na n c h o r - s h a p es t i r r e ra n dat h e r m o e o u p l ep r o b e ， t h e r ei sal i q u i dp h a s em i x t u r eo fA Aa n dD V Bi nt h e f l a s k ．0 2i nt h ef l a s ki sf i r s te x h a u s t e dw i t hN 2f o r a b o u t5 m i n ．T h e nt h ef l a s ki sp u ti n t oa ne l e e t r o t h e r - m 0 8g l o v ea tac e r t a i nt e m p e r a t u r ea n dt h en o n - w o v e n p r o p y l e n ef a b r i cr e a c t sw i t ht h el i q u i dp h a s em i x t u r e 0 fA Aa n dD v Bi nm e d i u mo fw a t e rf o rac e r t a i n t i m e ．A f t e ri t ，t h en o n - w o v e np r o p y l e n ef a b r i ci st a k e no u t ，w a s h e db yd i s t i U e dw a t e r3 ～4t i m e s ，i m - m e r s e di nm e t h y l o lf o r0 ．5 h ．t r e a t e dw i t hH C la n d 万方数据 第3 期 I X N GY u a ne ta l P r e p a r a t i o no fP P g A A7 3 d i s t i l l e dw a t e r a n d f i n a l l y d r i e di n t h e r m o s t a t ．a t 1 0 5 ℃f o r1 ．5 ～2 h ．T h el a s to p e r a t i o ni sw e i g h t i n g a n dg r a f t i n gr a t eC a l c u l a t i o n ． ， 1 ．4C h a r a c t e r i z a t i o n F o r m u l a t i o no fg r a f t i n gr a t ei se x p r e s s e da se q u a t i o n 1 ，w h e r e G g r a f t i n gr a t e ；W 1 一n o n - w o v e n p r o p y l e n ef a b r i cw e i g h tb e f o r eg r a f t i n g ；W 2 。 n o n - w o v e np r o p y l e n ef a b r i cw e i g h ta f t e rg r a f t i n g ． G W 2 一Ⅳ1 ／Ⅳ1 1 0 0 ％ 1 2R e s u l t sa n dD i s c u s s i o n 2 ．1E f f e c to fc r o s s - l i n k i n ga g e n t D V B d o s a g e T h ee f f e c to fD V Bd o s a g eo ng r a f t i n gr a t ei s s h o w ni nF i g ．1 ．C r o s s - l i n k i n ga g e n ta c t sl i k eC a t a 一 1 y s t ．I tc a nh e l ps t a b i l i z i n gf r e e r a d i c a la n dl o w e r i n g r e a c t i o na c t i v a t i o ne n e r g y ．A n dD V Bi sam u l t i f u n c t i o n a lg r o u pm o n o m e rw h i c hc a nh e l pc r o s s - l i n k i n go f P P ．T h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e di n i t i a l l yw i t ht h e i n c r e a s eo fD V Bd o s a g eu pt O5 m La n dt h e nr e m a i n s a l m o s tc o n s t a n t ． D V Bd o s a g e ／m L F i g ．1 R e l a t i o nb e t w e e nD V Bd o s a g ea n dg r a f t i n gr a t e 2 ．2E f f e c to fM o n o m e rd o s a g e T h ee f f e c to fm o n o m e rd o s a g eo ng r a f t i n gr a t ei s i l l u s t r a t e di nF i g ．2 ．T h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e d i n i t i a l l yw i t ht h ei n c r e a s eo fm o n o m e rd o s a g eu pt o 3 0 m La n dt h e nd e c r e a s e d ．A tt h eb e g i n n i n g ，b e c a u s e t h en u m b e rm o n o m e rm o l e c u l e sr e a c h i n gt h ef r e er a d ． i c a ls i t e so ft h eP Pb a c k b o n eg o v e r n st h eg r a f t i n ge x t e n t ，t h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s e o fm o n o m e rc o n c e n t r a t i o n ．W h e r e a sa th i g h e rc o n ． c e n t r a t i o n so fm o n o m e r 。t h eG Pr e m a i n sa l m o s tc o n s t a n ta st h en u m b e ro ff r e er a d i c a ls i t e sa v a i l a b l eo n t h eP Pb a c k b o n eb e c o m e sal i m i t i n gf a c t o r ． 2 ．3E f f ＆to fr e a c t i o nt e m p e r a t n r e T h ee f f e c to f r e a c t i o nt e m p e r a t u r eo ng r a f t i n g r a t ei ss h o w ni nF i g ．3 ．T h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e d i n i t i a l l yw i t ht h ei n c r e a s eo fr e a c t i o nt e m p e r a t u r eu p t O6 5 ℃a n dt h e nd e c r e a s e d ．A tt h eb e g i n n i n g ，d i f f u ． s i o ns p e e do ft h em o n o m e ra n di t sr e a c t i o na b i l i t y w i t hf r e er a d i c a la l ei n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fr e ． a c t i o nt e m p e r a t u r e ．W h e r e a sa th i g h e rr e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，t h es p e e do fd e c o m p o s i t i o no ff r e er a d i c a li s S Oq u i c kt h a tt h er e a c t i o no fg r a f tc o p o l y m e r i z a t i o n s t o p s ． M 0 l - 伽脚d o s 鹋6 f m L 飚．2 E f f e c to fm o r l o n 榭d o s a g e 帆g r a f 血gr a t e 4 55 56 57 5 R e a c l i o nt c m p m t u r a ℃ F i g ．3 E f f e c to fr e a c t i o nt e m p e r a t u r eO ng r a f t i n gr a t e 2 ．4E f f e c to fr e a c t i o nt i m e T h ee f f e c to fr e a c t i o nt i m eo ng r a f t i n gr a t ei si l l u s t r a t e di nF i g ．4 ．T h eg r a f t i n gr a t ei si n c r e a s e di n i t i a l l yw i t ht h ei n c r e a s eo fr e a c t i o nt i m eu pt 03 ha n d t h e nr e m a i n sa l m o s tc o n s t a n t ．T h em o s ti m p o r t a n t r e a Ⅸ ni sf o r m u l a t i o no fh o m o p o l y m e ro fA A ． 2 ．5E f f b c to fi n h i b i t o rd o s a g e ．T h ee f f e c to fi n h i b i t o rd o s a g eo ng r a f t i n gr a t ei s i H u s t r a t e di nF i g ．5 ．I n h i b i t o ro fac e r t a i nq u a n t i t yi s u s u a l l ya d d e di nt h er e a c t i o no fg r a f t i n gc o p o l y m e r i z a t i o ni no r d e rt os t o ph o m o p o l y m e r i z a t i o no fA A ．T h e g r a f t i n gr a t ei si n i t i a l l yi n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo f i n h i b i t o rd o s a g eu pt o0 ．8 9a n dt h e nd e c r e a s e d ．I t s h o w st h a to p t i m a ld o s a g eo fF e S 0 4c a nh e l p s t r e n g t h e n i n gt h er e a c t i o no fg r a f t i n gc o p o l y m e r i z a t i o n ． 拳童罡∞口葚￡o 摹童是∞口已go 零≈_巴锄暑芒o 万方数据 7 4 有色金属第5 9 卷 F i g ．4 E f f e c to fr e a c t i o nt i m eo ng r d d n gr a t e 3C o n c l u s i o n s S u b s i d e df r e er a d i c a l sa n ds u p e ro x i d e sc a nb e p r o d u c e dd u r i n gp r e - i r r a d i a t i o n o fn o n - w o v e nP P f a b r i c ．T h eg r a f t i n gr e a c t i o nc a nb ei n d u c e db yw a y I n h i b i t o rd o s a g e ／g F i g ．5 E f f e c to fi t t h i b i t o rc o n c e n t r a t i o no ng r a f t i n gr a t e o fh e a t i n g ．T h eo p t i m a lc o n d i t i o no fp r e - i r r a d i a t i o n i n d u c e ds o l i dp h a s eg r a f tc o p o l y m e r i z a t i o no fA Ao n n o n - w o v e np o l y p r o p y l e n ef a b r i ci s r e a c t i o nt e m p e r a t u r e6 5 ℃，r e a c t i o nt i m e3 h ，m o n o m e rd o s a g e3 0 ％， p o l y m e r a t i o ni n h i b i t o rd o s a g e0 ．8 9 ，D V Bd o s a g e 5 m L ． 【1 ] Z h o uCX ，Z h a n gY ．T h ed e v e l o p m e n to fm a h i ca n h y d r i d eg r a f t e dp o l y p r o p y l e n e [ J ] ．M o d e r nP l a s t i c sP r o c e s s i n ga n dA p p [ i c s ． f i o n s C h i n e s e ，1 9 9 3 ，5 4 5 1 5 3 ． [ 2 ] G a oSJ ，W a n gH ．As t u d yo fp o l y p r o v y l e a eg r a f t e dw i t hm a h i ca n h y d r i d e 【J ] ．P I 枷∞I n d u s t r y C h i n e s e ，1 9 8 9 ， 4 1 0 一1 4 ． [ 3 ] M e h t aIK ，S o o dDS ，M i s r aBN ．G r a f t i n go n t op o l y p r o p y l e n el I S o l v e n te f f e c to l lg r a f te o p o l y m e r i z a f i o no fa c r y l o n h r i [ eb y p r e i r r a d i a t i o nm e t h o d [ J ] ．JP o l y mS c i ，P a r tA 。1 9 8 9 ，2 7 5 3 5 4 ． [ 4 ] Z h a n gPY ，R a n b yB ．S u d a c em o d i f i c a t i o nb yc o n t i n u o u sg r a f tc o p o l y m e r i z a t i o nI I P h o t oi n i t h t e dg r a f te o p o l y m e r i 龃f i o no n t o p o l y p r o p y l e n ef i l ms u d a c e [ J ] ．JA p p IP o l y mS c i ，1 9 9 1 ，4 3 6 2 1 6 2 5 ． P P g A A 的制备 董缘，兰新哲 西安建筑科技大学，西安7 1 0 0 5 5 擒 要以P P 元纺布为基材，以丙烯酸 从 为单体。采用辐射接枝聚合方法制备P P ．g - A A 共聚物。考察温度、反应时间、单 体用量、阻聚剂、交联剂对接枝率的影响。结果表明，遥过预辐射固相接枝聚合方法可将丙烯酸单体接枝在P P 无纺布上，辐射剂 量增大可提高接枝率。反应时间对接枝率的影响在低、高温阶段有所不同。最佳反应条件为反应温度6 5 “ C ．反应时间3 h ，单体浓 度3 0 ％，阻聚荆0 ．8 9 ，交联剂用量为5 n l L 。 关键诃化学工程；辐射接枝；丙烯酸；聚丙烯无纺布 中固分类号 r Q 3 1 6 ．3 1 3文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 仃7 0 3 0 0 7 2 0 3 收稿日期2 0 0 7 一0 2 1 6 基金项目国家“8 6 3 ”计划资助项目 2 0 0 3 A A 3 2 X 0 9 0 作者简介董t 1 9 6 8 一 。女。陕西成用市人，讲师。主要从事新型离子交换材料翻备与应用等方面的研究。 ，‘童巴伽昌鲁霉。 爨童eⅫg耄 万方数据