LDPEPVDF不相容共混体系的增容研究文献综述

 2022-08-17 09:08

LDPE/PVDF不相容共混体系的增容研究文献综述

摘要:介绍了通过室温辐照的方式,在LDPE以及PVDF的分子链上接枝丙烯酸(AA)单体,随后加入高环氧含量的SG达到界面反应性增容效果的方法。使得改善低密度聚乙烯(LDPE)耐热性、抗蠕变性差等缺点,从而制得满足不同应用要求的复合材料。综述了具体的接枝方法以及接枝率、LDPE-g-AA和PVDF-g-AA共混比例对增容效果的影响。

关键词:LDPE/PVDF接枝AA;室温辐照;增容;改性;复合材料

一、文献综述

1 前言

当今世界,对各种功能的材料需求日益扩大,但单一材料的性能会有所缺陷,所以希望通过各种方法改性来改善材料的性能。其中通过接枝改善两不相容材料相容性从而得到性能优良的复合材料的方法就是其中一种。低密度聚乙烯(LDPE)在热塑性塑料中密度较小、易加工、耐化学腐蚀性、介电性能好且价格低。但LDPE冲击强度低,用做工业部件时往往不能满足所需的耐热性,耐蠕变性和尺寸稳定性的要求。而聚偏氟乙烯(PVDF)耐磨,耐热,抗疲劳和蠕变性,故将LDPE与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混可制得满足不同应用要求的复合材料,然而,LDPE与PVDF之间热力学相容性较差,直接共混得到的复合材料性能较差。因此需要用反应性单体对LDPE以及PVDF进行接枝改性。现如今,通过接枝对材料进行改性已经较为普遍了。现有已知常用来接枝的单体包括顺丁烯二酸酐(MAH)、2-甲基2-丙烯酸甲酯(MMA)、2-甲基2-丙烯酸(MAA)、乙烯基甲酸(AA)、丙烯酸酯(AE)、乙酸乙烯(VA)、反丁烯二酸(FA)、缩水甘油甲基丙烯酸酯(GMA)和硅烷(包括甲硅烷、乙硅烷等)等。其中辐射接枝是改善聚乙烯性能的一种有效方法,国内外有很多研究学者进行了这方面的研究。该方法不需要添加其它任何物质,产物纯度较高,且反应发生在聚乙烯的表面,能改变聚乙烯的表面结构、而不影响其固有特性。它的优点是:接枝反应在任何温度下都能发生,没有复杂的后处理工序,接枝率较高,可以用于聚乙烯的表面性质改性。

2 实验内容

PVDF与LDPE是两个相容性很差的材料,为了得到性能优良的复合材料需要对两者进行增容,而我们知道的增容方法有物理增容和化学增容。物理增容就是在两者共混时加入增容剂,增容原理是加入的增容剂一部分与PVDF相容性好,一部分与LDPE的相容性好,所以能将两个相容性差的材料分子链结合在一起从而达到增容的效果。该方法虽然操作方法简单,但因为增容剂分子链要满足与两者材料分子链均存在一部分相容性好的分子链段而有着过强的对应性,也就是说每一对不同的材料可能只存在一种或者很少的增容剂能达到增容效果,而且这种通过分子缠结而达到增容的稳定性差,随着时间的推移或者受到过大的外力那么缠结就会解开而使增容效果下降,也就是说增容剂容易析出。而化学增容就能很好解决物理增容存在的这些缺陷。化学增容就是两种材料在共混过程中发生反应而使两种不同的分子链通过化学键结合在一起,这是非常稳定的。所以在PVDF/LDPE共混体系中我选择用化学增容的方法来提高两者材料的相容性。但是因为PVDF、LDPE与大部分聚合物的粘结性和相容性差,所以在共混反应前,我会先对PVDF、LDPE进行接枝反应。我们知道的接枝反应有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝和辐照接枝。与辐照接枝相比其他接枝反应一般接枝率低,单体利用率低且副反应严重,为了有效限制副反应,提高反应性单体接枝率,选择了易掌握,操作和控制都比较容易,且在室温甚至低温下都可进行的辐照接枝。该接枝反应由射线引发,不需要加入引发剂,所以能得到纯净的接枝共聚物。而且辐照接枝能通过改变辐照条件而控制接枝率。

(1)PVDF/LDPE的接枝:

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