聚丙烯接枝硅烷偶联剂及抑制降解的研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhz_8512
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近年来新能源锂离子电池市场需求不断扩大,对于其各组成部分的性能要求也越发严格。普通聚丙烯(PP)作为锂离子电池软包装铝塑复合膜的内层材料,其性能还有待提高。PP接枝硅烷偶联剂、再水解交联,能有效提高内层膜的耐溶剂等性能,但PP在过氧化物引发接枝反应的同时,不可避免发生降解。本文在促进PP接枝3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)硅烷偶联剂并抑制降解方面开展研究,主要内容如下:1)溶液接枝。选择共轭作用大于KH570、极性效应与KH570相差较大的N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯(2-HPMA)作为共单体。在过氧化二异丙苯(DCP)用量为0.8%时,分别添加KH570、N-PMI、2-HPMA,发现2-H PMA对PP的降解作用较小。随着KH570/共单体摩尔比变化,N-PMI体系的KH570接枝率较高;KH570/2-HPMA的摩尔比为7/4时,接枝与抑制降解的综合效果较好。随着KH570/共单体用量增大,2-HPMA对PP粘均分子量([M]η)影响较小,而N-PMI对KH570接枝率有利。以N-PMI为共单体(KH570用量为3%)时,PP的KH570接枝率达到0.83%,反应产物的[M]η为86910,略低于PP的[M]η。反应产物熔融DSC主峰与偏向高温区肩峰的热焓比值(α/α’)为10.56,略低于PP的α/α’值。以2-HPMA为共单体(KH570用量为3%)时,PP的KH570接枝率为0.65%,反应产物的[M]η为93472、α/α’值为11.46。红外测试表明KH570成功接枝到PP上,且共单体N-PMI、2-HPMA也参与接枝反应。XRD测试表明产物结晶形态未改变。2)熔融接枝。固定KH570/共单体的摩尔比为7/4,随着KH570/共单体用量增加,PP的[M]η降低幅度逐渐减小,反应产物的熔体流动速率逐渐减小,KH570的接枝率逐渐增加;2-HPMA为共单体时抑制PP降解的效果整体优于N-PMI,而N-PMI为共单体时KH570接枝的效果整体优于2-HPMA。以N-PMI为共单体(KH570用量为3%)时,PP的KH570接枝率达0.79%,水解交联后产物的弯曲强度比原料提高7.21%、拉伸强度提高18.63%。另引入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、四丙烯酸异戊四酯(PET4A),考察多官能度单体对KH570接枝与PP降解的影响。多官能度单体的加入,对KH570的接枝不利,但能有效抑制PP的降解。PET4A抑制PP降解的效果整体优于TMPTMA。选取以2-HPMA为共单体时,水解交联后的产物进行耐碳酸乙烯酯测试。溶剂浸泡后,试样的质量变化率低于原料,试样拉伸强度、弯曲强度高于原料,试样具有较好的耐溶剂性。
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