反应挤出制备 塑料助剂-.pptx

反应挤出制备塑料助剂黎明职业大学高分子材料加工技术专业《高分子材料配方技术》

Contents目录反应挤出技术简介反应挤出技术类型接枝反应挤出

01反应挤出技术简介

01反应挤出技术简介”反应挤出是指在聚合物和/或可聚合单体的连续挤出过程中完成一系列化学反应的操作过程。最早应用于聚乙烯(PE)与丙烯酸(AA)的接枝反应挤出，也可以采用单螺杆挤出机反应挤出得到降解PP”反应挤出是以螺杆和料筒组成的塑化挤压系统作为连续反应器，将欲反应的各种原料组分，如单体、引发剂聚合物、助剂等一次或分次由相同的或不同的加料口加入到螺杆中，在螺杆转动下实现各原料之间的混合、输送、塑化、反应和从口模挤出的过程

01反应挤出技术简介”传统挤出过程一般以聚合物为原料，通过外加热量和螺杆转动过程中施加给物料的剪切摩擦热将其熔融并混合均匀，然后经口模挤出、模具造型脱模冷却后得到制品，其挤出过程是物料由固态(结晶态或玻璃态)→液态(黏流态)→固态(结晶态或玻璃态)的以物理变化为主的过程。”而反应挤出中存在着化学变化，如单体之间的缩聚、加成、开环形成聚合物的聚合反应，聚合物与单体之间的接枝反应，聚合物之间的交联反应等

01反应挤出技术简介”反应挤出技术利用挤出机处理高黏度聚合物的独特功能，对挤出机螺杆料筒上的各个区域进行独立的温度控制、物料停留时间控制和剪切强度控制。使物料在各个区域传输过程中完成固体输送、增压熔融.物料混合、熔体加压、化学反应、排除副产物和未反应单体、熔体输送和泵出成型等一系列化工基本单元操作”目前反应挤出技术已经广泛应用于聚合物降解、接枝、本体聚合、交联及反应性共混等方面，在聚合物制备、功能化及高性能化学改性等领域发挥了重要作用，是高分子材料反应加工学科的重要组成部分

02反应挤出技术类型

02反应挤出技术类型”由于反应挤出技术具有多方面的优点，在聚合物合成和加工领域得到进一步的拓展和应用，能够在挤出过程中实施的反应类型也不再局限于接枝、降解等反应，更多的反应类型得到应用。目前在反应挤出过程中得到应用的反应类型主要有以下6种本体聚合接枝反应链间共聚物的形成偶联/交联反应可控降解官能化/官能团改性

02反应挤出技术类型本体聚合”由单体、低相对分子质量预聚物、单体混合物、单体与预聚体的混合物制备高相对分子质量的聚合物接枝反应”由聚合物和单体反应，生成接枝聚合物或接枝共聚物链间共聚物的形成”两种或多种聚合物通过离子键或共价键反应生成无规、接枝或嵌段共聚物

02反应挤出技术类型偶联/交联反应”聚合物与多官能度的偶联剂或支化剂反应，使大分子链增长、支化，从而提高了相对分子质量；或聚合物与缩合剂反应，使分子链延长，从而获得较高相对分子质量；或聚合物与交联剂反应，通过交联而提高聚合物的熔体黏度可控降解”使高相对分子质量聚合物发生相对分子质量可控降解，生成单体或低相对分子质量聚合物官能化/官能团改性”将官能基团引入聚合物主链端基、侧链，或对原有的官能团进行改性

03接枝反应挤出

03接枝反应挤出以聚丙烯和聚乙烯为代表的聚烯烃是用途广泛的通用塑料，具有产量大、价格低、耐水、耐化学药品、成型工艺好等优点但由于它们是非极性材料，与其他聚合物或填料共混时，界面作用力差。同时，它们的熔点低，热变形温度低，尺寸稳定性不好，给实际应用带来限制通过与极性不饱和单体进行接枝，在聚烯烃分子链上引人极性基团，可以改善其性能上的不足，同时又增加新的性质，是一种简单有效的聚烯烃改性方法挤出机中的熔融接枝不仅能灵活设计具有特性的高分子材料，而且无溶剂回收，减少设备费用，可以方便、经济地在聚合物分子链上接枝不同的官能团，改善原有聚合物的染色性、吸湿性、粘接性、反应活性及与其他聚合物的相容性等，从而开发性能更优的高分子材料

03接枝反应挤出(1)接枝反应挤出的单体反应挤出中聚烯烃接枝的单体主要有酸性官能团单体、碱性官能团单体和其他单体酸性官能团单体主要有马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MA)、富马酸(FA)、衣康酸(IA)、异氰酸酯等碱性官能团单体主要有甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、唑啉基化合物等还有官能化过氧化物、不饱和硅烷、苯乙烯(St)等

03接枝反应挤出(2)接枝反应挤出的引发剂挤出机中聚烯烃接枝采用的引发剂一般与其有较好的热力学亲合性，并且分解温度适宜于反应挤出加热过程。接枝和副反应之间的竞争在很大程度上依赖于引发剂种类和浓度。引发剂在聚合物和单体中的反应活性和溶解性对接枝反应和转化率有很大影响。引发剂和单体亲和性越大，接枝效率越低挤出机中物料停留时间一般为几分钟，因此要求引发剂在加工温度范围内，半衰期应该比挤出机中物料停留时间短，-般为0.2~2min。反应挤出中使用的引发剂通常为过氧化物,常用的包括过氧化二异丙苯(DCP)、过