论文部分内容阅读
本论文以制备聚烯烃润湿流滴膜为目的，对聚乙烯进行了化学改性。 分别用十八烷基二乙醇胺(F)和月桂酸单甘油酯(GML)与丙烯酸(AA)反应，制备了两种含有α双键的反应型流滴剂AF和AGML。用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物结构进行了表征，研究了催化剂用量和原料醇酸摩尔比对反应转化率的影响，当催化剂用量为1.0wt％，原料醇酸摩尔比为1∶0.9，反应时间为5小时，丙烯酸转化率达到95％以上。对于两种产物的热重分析测试结果表明，合成的反应型流滴剂具有较好的热稳定性，在200℃时，两种流滴剂失重均小于7％，能够满足加工要求。 采用预辐照与反应挤出接枝联用技术，将两种反应型流滴剂接枝到了LLDPE上。用FTIR对接枝物的结构进行了定性表征，并对纯化接枝物的接枝率进行了定量表征，考察了反应条件对接枝率的影响，结果表明，升高温度，增加单体浓度，延长反应时间，增加转子转速都会使接枝率升高，但转速过高时会使接枝率降低。其中，加工温度和初始单体浓度对于接枝反应是主要影响因素。用DSC研究了纯化接枝物的热学性能，发现LLDPE接枝流滴剂后，结晶温度升高了4℃，熔融温度升高了2℃。这是因为，流滴剂分子在体系中起到了成核剂的作用，聚乙烯的结晶变得容易，结晶温度升高;同时接枝流滴剂使得LLDPE链上的氢被较强极性的取代基所取代，高分子链间的相互作用力增强，熔融温度略有升高。 两种接枝物薄膜的润湿性能用接触角测试和加速流滴测试表征，结果表明，LLDPE-g-AGML膜和LLDPE-g-AF膜的接触角都有明显下降，其中，LLDPE-g-AGML膜降至60°，LLDPE-g-AF膜降至36°。LLDPE-g-AF膜的流滴持效期达到了26天。用SEM观察了接枝物薄膜的表面形态，发现LLDPE-g-AF膜表面流滴剂析出明显，流滴剂分子聚集在薄膜表面，而AGML与LLLDPE有一定相容性，迁移到薄膜表面后，形态不是很明显。将两种接枝物以不同比例共混制备了复配膜，薄膜流滴期随LLDPE-g-AF比例的增加而延长。这是因为AF单体极性更强，与非极性的聚乙烯树脂相容性更差，容易析出到薄膜表面，更能有效提高薄膜的表面能，使水在薄膜表面铺展。 分别用红外法和失重法研究了向薄膜中添加流滴缓释剂(PHB或EVA)时，流滴剂从薄膜中的迁移析出情况，结果表明EVA的改性效果优于PHB。红外测试表明，加入EVA后，流滴剂从薄膜中的析出变慢。加速流滴测试证明，加入30份EVA后，薄膜的流滴期从20天延长到46天。这是由于EVA的极性、低结晶度和较宽的分子量分布使得其与流滴剂的相容性较好，对流滴剂有较好的吸纳能力，流滴剂在其中分布得较为均匀。且EVA的非极性链段部分与LLDPE结构相似，有很好的相容性;极性链段部分又与极性AF单体有一定的相互作用，EVA同时与两者作用的能力使得它能有效减缓单体的析出，起到流滴缓释剂的作用。 用等离子体预处理和紫外接枝联用的方法制备了LDPE接枝丙烯酸(LDPE-g-AA)和LDPE接枝乙烯基三甲氧基硅烷(LDPE-g-A171)的接枝物薄膜，接枝薄膜的接触角都有所降低，不同处理条件下，薄膜接触角相差不大，在70°左右。等离子体预处理时间和紫外接枝反应时间是影响接枝薄膜表面性能的主要因素。将接枝硅烷的LDPE-g-A171薄膜酸化水解后，用硅溶胶处理，硅羟基相互缩合，在薄膜表面形成一层硅溶胶层，硅羟基的存在使薄膜的接触角进一步降低，接触角降至43°，薄膜表现为亲水。这一改性方法为制备表面润湿薄膜提供了新的途径。