功能化聚乙烯的制备与表征

功能化聚乙烯的制备与表征

论文摘要

合成了三个系列的表面活性剂,通过反应挤出将其与线性低密度聚乙烯(LLDPE)进行接枝反应,制备了三个系列的接枝共聚物。第一个系列是以硬脂酰氯及聚氧乙烯为原料,合成了含有不同分子量聚氧乙烯(M=200、600、1000、2000、6000)的表面活性剂a、b、c、d和e与它们的丙烯酸酯A、B、C、D和E。以红外光谱(FTIR)和核磁共振(1H-NMR)表征其结构,并用最大泡压法测定了a、b、c、d和e的表面张力。以其作为接枝单体,利用反应挤出接枝的方法制备了系列聚乙烯接枝共聚物,用FTIR确定了接枝共聚物的结构和接枝率;用差示扫描量热法(DSC)、接触角测量仪、X-射线光电能谱(XPS)和广角X-射线衍射(WAXD)对接枝共聚物的热性能、结晶行为和表面性能进行了测试分析。结果表明,随着聚氧乙烯分子量的增加,表面活性剂的表面活性降低;聚乙烯接枝共聚物的结晶温度和结晶度均比空白LLDPE高,但没有破坏晶体结构;功能化聚乙烯具有较好的亲水性。第二个系列是以全氟聚醚及聚氧乙烯为原料,以甲苯2,4-二异氰酸酯为联接基团,合成了含有不同分子量聚氧乙烯(M=200、600、1000、2000、6000)的表面活性剂I、II、III、IV和V。以FTIR和1H-NMR表征其结构,并用最大泡压法测定了其表面张力。以其作为接枝单体,利用反应挤出接枝的方法制备了系列功能化聚乙烯产物,用FTIR确定了接枝共聚物的结构和接枝率;用DSC、接触角测量仪、XPS和WAXD对接枝共聚物的热性能、结晶行为和表面性能进行了测试分析。结果表明,氟表面活性剂随着聚氧乙烯分子量的增加,表面活性降低;聚乙烯接枝共聚物的结晶温度和结晶度均比空白LLDPE高,但没有破坏晶体结构;功能化聚乙烯具有较好的亲水性。第三个系列是以聚二甲基硅氧烷及聚氧乙烯为原料,以甲苯2,4-二异氰酸酯为联接基团,合成了含有不同分子量聚氧乙烯(M=200、600、1000)的表面活性剂的x、y和z与它们的丙烯酸酯X、Y和Z。以FTIR和1H-NMR表征其结构,并用最大泡压法测定了x、y和z的表面张力。以X、Y和Z作为接枝单体,与LLDPE反应挤出接枝,得到三种接枝共聚物。用DSC、接触角测量仪、XPS和WAXD对接枝共聚物进行了测试分析。结果表明,含硅表面活性剂随着聚氧乙烯分子量的增加,表面活性降低;聚乙烯接枝共聚物的结晶温度和结晶度比空白线性低密度聚乙烯(LLDPE)高,且改善了LLDPE的亲水性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 双子表面活性剂
  • 1.1.1 双子表面活性剂的研究简介
  • 1.1.2 双子表面活性剂的优良特性
  • 1.1.3 桥联基对双子表面活性剂性能的影响
  • 1.1.4 双子表面活性剂的表面活性
  • 1.1.5 双子表面活性剂的合成与分离提纯
  • 1.2 特种表面活性剂
  • 1.2.1 碳氟表面活性剂
  • 1.2.1.1 碳氟表面活性剂的特性
  • 1.2.1.2 非离子型碳氟表面活性剂
  • 1.2.2 含硅表面活性剂
  • 1.3 聚乙烯接枝改性
  • 1.4 聚乙烯接枝共聚物的表征方法
  • 1.4.1 红外光谱
  • 1.4.2 差示扫描量热仪(DSC)
  • 1.4.3 X-射线光电子能谱(XPS)
  • 1.4.4 X-射线衍射
  • 1.4.5 接触角
  • 1.5 研究目的和意义
  • 2 硬脂酸酯表面活性剂的制备及其与聚乙烯的接枝反应
  • 2.1 实验试剂、仪器和设备
  • 2.1.1 实验试剂
  • 2.1.2 实验仪器和设备
  • 2.2 硬脂酸酯表面活性剂的制备
  • 2.3 聚乙烯接枝共聚物的制备
  • 2.4 结果与讨论
  • 2.4.1 表面活性剂的红外分析
  • 2.4.2 表面活性剂的核磁共振氢谱分析
  • 2.4.3 表面活性剂的表面活性
  • 2.4.4 聚乙烯接枝共聚物的红外光谱表征
  • 2.4.5 聚乙烯接枝共聚物的热性能表征
  • 2.4.6 聚乙烯接枝共聚物的广角X-射线衍射分析
  • 2.4.7 聚乙烯接枝共聚物的X-射线光电能谱分析
  • 2.4.8 聚乙烯接枝共聚物的接触角分析
  • 2.5 结论
  • 3 含氟表面活性剂的制备及其与聚乙烯的接枝反应
  • 3.1 实验试剂、仪器和设备
  • 3.1.1 实验试剂
  • 3.1.2 实验仪器和设备
  • 3.2 含氟表面活性剂及其丙烯酸酯的制备
  • 3.3 聚乙烯接枝共聚物的制备
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 表面活性剂的红外分析
  • 3.4.2 表面活性剂的核磁共振氢谱分析
  • 3.4.3 表面活性剂的表面活性
  • 3.4.4 聚乙烯接枝共聚物的红外光谱表征
  • 3.4.5 聚乙烯接枝共聚物的热性能表征
  • 3.4.6 聚乙烯接枝共聚物的广角X-射线衍射分析
  • 3.4.7 聚乙烯接枝共聚物的X-射线光电能谱分析
  • 3.4.8 聚乙烯接枝共聚物的接触角分析
  • 3.5 结论
  • 4 含硅表面活性剂的制备及其与聚乙烯的接枝反应
  • 4.1 实验试剂、仪器和设备
  • 4.1.1 实验试剂
  • 4.1.2 实验仪器和设备
  • 4.2 含硅表面活性剂及其丙烯酸酯的制备
  • 4.3 聚乙烯接枝共聚物的制备
  • 4.4 结果与讨论
  • 4.4.1 表面活性剂的红外分析
  • 4.4.2 表面活性剂的核磁共振氢谱分析
  • 4.4.3 表面活性剂的表面活性
  • 4.4.4 聚乙烯接枝共聚物的红外光谱表征
  • 4.4.5 聚乙烯接枝共聚物的热性能表征
  • 4.4.6 聚乙烯接枝共聚物的广角X-射线衍射分析
  • 4.4.7 聚乙烯接枝共聚物的X-射线光电能谱分析
  • 4.4.8 聚乙烯接枝共聚物的接触角分析
  • 4.5 结论
  • 5 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 附录1 攻读学位期间发表的论文目录
  • 附录2 攻读学位期间的科技成果和参与课题研究
  • 致谢
  • 相关论文文献

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