乙烯-丙烯酸鹽共聚物-聚丙烯抗靜電合金的制備與性能研究.pdf

1、作為20世紀(jì)以來(lái)新興的一大類(lèi)材料，塑料的應(yīng)用十分廣泛。由于通常情況下塑料具有較高的電阻率，顯示出電絕緣的特性，常因?yàn)殪o電積聚而引起放電、起火等現(xiàn)象，造成重大危險(xiǎn)，限制了它的使用。本論文首先介紹了各種抗靜電的方法與抗靜電原理，又詳細(xì)介紹了高分子類(lèi)抗靜電劑的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及離子聚合物型抗靜電劑的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。
　　在本文的實(shí)驗(yàn)章節(jié)，首先使用商品化的離子聚合物Entira作為抗靜電劑與PP共混改性。發(fā)現(xiàn)隨著Entira的加入，聚丙烯的表

2、面電阻率和體積電阻率分別得到了下降。當(dāng)Entira加入量達(dá)到40％時(shí)，材料的體積電阻率和表面電阻率均發(fā)生突然的下降，比較純聚丙烯下降了8個(gè)數(shù)量級(jí)，分別達(dá)到了5.05X108Ω和9.74X108Ω·cm，達(dá)到了抗靜電材料的標(biāo)準(zhǔn)，證明該體系中Entira的逾滲閾值是40%左右。加入Entira后的聚合物的電阻率在久置后未發(fā)生明顯變化，證明了Entira抗靜電效果的永久性。加入Entira后材料的拉伸強(qiáng)度會(huì)變低、沖擊韌性會(huì)提高。DSC測(cè)試表明

3、，Entira的加入會(huì)導(dǎo)致PP結(jié)晶度下降。TGA測(cè)試表明，添加Entira后，材料的熱穩(wěn)定性提高。旋轉(zhuǎn)流變測(cè)試表明，Entira的加入會(huì)導(dǎo)致熔體粘度變高。SEM照片顯示Entira在PP中的相容性良好。
　　然后使用EEA和KOH為主要原料，使用皂化反應(yīng)的路線，在轉(zhuǎn)矩流變儀中制備與Entira結(jié)構(gòu)相似的離子聚合物抗靜電劑。經(jīng)過(guò)制備工藝的探索，確定了最佳工藝條件為在螺桿溫度140℃的條件下，以50轉(zhuǎn)/分鐘的螺桿轉(zhuǎn)速混煉6min。隨著

4、反應(yīng)體系中KOH比重的增加，產(chǎn)物的電阻率有明顯的下降，熔體粘度明顯上升。DSC測(cè)試表明，隨著KOH含量的提高，產(chǎn)物中EEA的結(jié)晶峰逐漸變小，且在較低的溫度下出現(xiàn)了丙烯酸鉀鏈段的結(jié)晶峰。TGA測(cè)試表明，隨著反應(yīng)體系中KOH比重的增加，材料的吸水性和熱穩(wěn)定性提高。采用正交試驗(yàn)改變EEA/KOH/二聚酸的比例，然后對(duì)體積電阻率、拉伸模量、熔體粘度進(jìn)行綜合分析，得出最優(yōu)的配方是EEA/KOH/二聚酸（80/5/5）。
　　然后將皂化反應(yīng)后

5、制得的離子聚合物抗靜電劑與PP共混改性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)離子聚合物比重為40%時(shí)，材料的體積電阻率和表面電阻率均發(fā)生突然的下降，比較純聚丙烯下降了8個(gè)數(shù)量級(jí)，分別達(dá)到了9.89x108Ω和7.90x108Ω·cm，與相同添加量時(shí)的Entira/PP體系相當(dāng)，這種較低的電阻率值在放置數(shù)月后未發(fā)生變化，說(shuō)明該離子聚合物的抗靜電效果是永久的。隨著離子聚合物抗靜電劑的添加，材料的拉伸強(qiáng)度降低，這與Entira/PP體系的現(xiàn)象類(lèi)似；結(jié)晶率先降低后升高，與E

6、ntira的添加對(duì)PP的影響不同；熱穩(wěn)定性提高且與同等抗靜電劑含量的Entira/PP體系相當(dāng)；熔體粘度相較于Entira/PP體系有更明顯的提高。SEM照片顯示，該離子聚合物抗靜電劑在PP中的相容性較差。
　　綜合來(lái)看，商品化離子聚合物抗靜電劑與利用EEA和KOH皂化反應(yīng)得到的離子聚合物在添加入PP中后，均有良好而持久的抗靜電效果。相比而言，皂化反應(yīng)制得的離子聚合物在抗靜電性能、拉伸強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性能上對(duì)PP的影響與Entira沒(méi)