聚乙烯的改性方法聚乙烯的改性方法.doc

聚乙烯的改性方法 聚乙烯（PE）树脂是以乙烯单体聚合而成的聚合物。聚乙烯的分子是长链线形结构或支链结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定形部分共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度越高结晶度就越大。LDPE结晶度通常为55%～65%，HDPE结晶度为80%～90%。PE具有优良的机械加工性能，但其表面呈惰性和非极性，造成印刷性、染色性、亲水性、粘合性、抗静电性能及与其他极性聚合物和无机填料的相容性较差，而且其耐磨性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及耐热等性能不佳，限制了其应用范围。通过改性来提高其性能，扩大其应用领域。 1.接技改性 接枝聚合物几乎不改变取乙烯骨架结构，同时又将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上，既保持了PE原有特性，又增加了新的功能，是一种简单而行之有效的PE极性功能化方法。 接枝反应实施方法主要有溶液法、溶融法、固相法以及辐射接枝法等。 （1）溶液法 使用甲苯、二甲苯、氯苯等作为反应介质在液相中进行。PE、单体、引发剂全部溶解在反应介质中，体系为均相，介质的极性和对单体的链转移常数对接枝反应影响很大。 （2）固相法 将PE粉末直接与单体、引发剂、界面活性剂等接触反应。与传统实施方法相比，固相法具有反应温度适宜、常压、基本保持聚合物固有物性，无需回收溶剂，后处理简单，高效节能等优点。 （3）熔融法 在熔融状态下，通过引发剂热分解产生自由基，从而引发大分子链产生自由基，在接枝单体的存在下发生自由基共聚反应，然后在聚合物大分子链上接枝侧链。 （4）辐射接枝法 辐射接枝表面改性包括γ射线、β射线、电子束等辐照方法，其原理是利用聚合物被辐照后产生游离基，游离基再与其它单体生成接枝聚合反应，而达到表面改性的目的。辐射接枝改性主法有：共辐照法、预辐照法、过氧化物法。 2.交联改性 交联改性使PE的物理力学强度大大提高，并显著改善其耐环境应力开裂性、耐腐蚀性、抗蠕变性及耐候性，从而拓宽了其应用范围。已商品化的PEX（铝塑复合管）就是PE交联的典型应用。交联改性有辐射交联、化学交联、硅烷交联。 辐射交联：将聚乙烯置于辐射场中，在高能射线（主要是γ射线、X射线和电子束等）作用下，可以在固态聚合物中形成多种活性粒子，引发一系列化学反应，从而可以在聚合物内部形成交联的三维网络结构。 化学交联：由过氧化物或偶氮化合物分解所生成的自由基与PE分子中不饱和点生成活性中心，通过单体把这些活性中心连结起来就成为化学交联聚乙烯。 硅烷交联：使含有不饱和乙烯基和易于水解的烷氧基多官能团的硅烷接枝到PE主链上，然后在水及硅醇缩合催化剂作用下发生水解并缩合成—Si—O—Si—交联键，即得硅烷交联聚乙烯。 3.共混（聚）改性 （1）共聚改性 聚乙烯的共聚改性包括配位共聚合，如乙丙橡胶（EPR）、三元乙丙橡胶（EPDM）以及乙烯同1-丁烯、1-戊烯的共聚物；聚乙烯的自由基共聚合，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）；离子型共聚合，如乙烯-（甲基）丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甘油酯（EGMA）的共聚物等。通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用。 （2）共混改性 共混改性是用其它树脂、橡胶或热塑性弹性体与PE共混，以此改善PE的韧性、抗冲击性、印刷性、对油类阻隔性等性能。 ①高低密度PE共混改性。低密度PE较柔软，强度较低；而高密度PE强度大，韧性较差，两者共混，可取长补短，制得硬度相异的PE材料。HDPE/LDPE共混体系中加入LLDPE（线性低密度PE）或VLDPE（极低密度PE），则由于LLDPE或VLDPE与HDPE共晶，与LDPE部分共晶，而达到改善其性能的目的。 ②PE与CPE（氯化聚乙烯）共混改性。CPE与PE共混后，共混物中引入氯原子，可以改进PE的阻燃性。选用适当的相容剂，可改善两者的相容性，避免其它阻燃方法可能造成的制品性能下降。另外，PE与CPE共混还可改善PE的印刷性、韧性。 ③PE与EVA共混改性。PE与EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）共混物具有优良的柔韧性、透明性、较好的透气性和印刷性，受到广泛的重视。但同时制品的力学强度有所下降。 ④PE与橡胶共混改性。HDPE与橡胶类物质（如丁基胶、天然胶、丁苯胶、乙丙胶等）共混，可显著提高其冲击性能。 ⑤PE与PA（聚酰胺）共混改性。将PA掺入PE可提高 PE对氧及烃类溶剂的阻隔性。但由于分子结构的差异，PA与PE的相容性差，徐僖等通过紫外线辐射，使PE分子链上引入C＝O，—COOH—，—OH等极性基团，在与PA熔融共混过程中，引入的极性基团与PA分子链上酰胺基或端胺基发生化学反应，增强了HDPE与PA的界面相互作用。 4.填充改性 填充改性是在热塑性树脂基质中加入无