2025年实验2反应性挤出实验聚乙烯熔融接枝马来酸酐.pdfVIP

以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

实验2反应性挤出实验—聚乙烯熔融接枝马来酸酐

所谓“反应性挤出”是将挤出机作为连续反应器，在对物料进行熔融挤出的同时实施聚

合、接枝、降解、共混增容等化学反应的工艺过程。反应性挤出是近年来在聚合物领域迅

速发展起来的一种新型工业技术，其在工业上的主要应用包括：

（1）合成聚合物；

（2）对聚合物进行可控制降解；

（3）对聚合物进行功能化改性（接枝反应）；

（4）聚合物的官能化和官能团改性（卤化、磺化、官能团转化）

（5）不相容聚合物共混体系的反应性共混增容；

反应性挤出只所以能够在聚合物应用领域成为非常活跃的研究主题，源于挤出机在对

聚合物实施化学反应时所具有的独特优势。这些优势体现在：

（1）对高粘物料和低粘物料良好的输送性，尤其是在处理高粘物料上的功能；

（2）优良的混合性、分散性；

（3）轴向的柱塞流保证了停留时间的均匀分布；

（4）较宽的温度、压力范围和良好的反应控制（温度、压力、停留时间……）；

（5）连续操作、无溶剂的分离、回收和排放——低能耗、低成本、环保；

（6）具有多阶能力；

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

当然，挤出机作为化学反应器也有其局限性。例如系统向外的传热能力较差，在处理

大量反应热方面具有困难；对于需要长反应时间的体系，增加了成本和实施的难度。

在实施反应性挤出过程时对挤出机和挤出条件都具有较高的要求。挤出机的构造、螺

杆组合、进料装置和进料位置、以及出料位置一方面需要满足对反应物料的塑化、熔融和

熔体输送功能，另外还应该具有良好的分散混合、传热、和自洁性。另一方面，挤出条件

的选择和确定在兼顾物料流动性能前提下，应该满足充分进行化学反应的要求。本实验以

聚乙烯与马来酸酐熔融接枝为例，使同学了解和熟悉反应性挤出的过程和一般要求，并且

掌握聚乙烯熔融接枝马来酸酐的工艺过程。

一、实验原理

聚乙烯是目前产量最大、成本低廉的通用塑料，具有一系列优良的物理机械性能，在

许多领域得到广泛应用。但是由于其分子链的非极性结构，聚乙烯与无机填料之间缺少亲

合性，与其它极性聚合物之间的相容性极差，导致聚乙烯填充物和共混物的性能低劣；此

外，聚乙烯的非极性结构也使其制品的粘结性和印刷性很差。在聚乙烯分子链上接枝马来

酸酐可以改善聚乙烯的上述性能。

聚乙烯与马来酸酐的接枝是自由基反应。当过氧化物引发剂在高温下分解出初级自由

基后，初级自由基随后可以从聚乙烯分子链上夺取氢质子发生终止，从而形成聚乙烯大分

子自由基，该大分子自由基可以与马来酸酐的双键进行加成，从而使马来酸酐接枝到聚乙

烯分子链上形成接枝产物。

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

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