[보조 시리즈] 말레 산 무수물 이식편 호환제-COACE- 플라스틱 보조제, 폴리머 첨가제, 접착 촉진제, 강화제-Coace Chemical Company Limited

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[보조 시리즈] 말레산 무수물 이식편 호환제

2023년 7월 6일

폴리올레핀 접목 말레산 무수물의 호환제로서의 적용

폴리올레핀(PE, PP, EPDM, EPR, EVA 등)은 비극성 및 결정성으로 인해 극성 폴리머, 무기 충전제 등 다른 재료와의 호환성이 떨어지기 때문에 유용한 혼합 재료를 제조할 수 없습니다. 사전 제작 또는 현장 호환제를 추가하면 호환되지 않는 폴리머가 두 구성 요소에서 찾을 수 없는 고유한 특성을 가진 블렌드를 형성할 수 있습니다. 일종의 계면활성제인 호환제는 표면 장력을 줄이고 블렌드에서 분산상과 연속상 사이의 계면 응집력을 향상시킬 수 있습니다.

폴리올레핀의 적용 범위를 넓히고 더 가치 있는 신소재를 개발하기 위해, 기능성 폴리올레핀은 과학 연구와 산업 생산에서 항상 중요한 분야였습니다. 현재까지 말레산 무수물 접목 폴리올레핀(PO-g-MAH)은 가격이 저렴하고 활성이 높으며 가공성이 우수하여 가장 중요한 기능성 폴리올레핀입니다. 폴리머 블렌드, 폴리머/무기 충전제, 폴리머/유기 섬유, 복합 보강재 및 접착제 등에 광범위하게 응용되고 있습니다.

말레 산 무수물을 폴리올레핀에 접목하는 방법에는 주로 용액법, 용융법, 방사선법 및 고상법을 포함한 많은 방법이 있습니다. 그러나 가장 중요한 방법은 용융 방법, 소위 "반응성 압출 방법"입니다. 용융 접목의 메커니즘은 복잡하고 심각한 부반응을 동반하며 폴리에틸렌 접목 반응의 가교, 폴리 프로필렌의 분해 및 에틸렌-프로필렌 고무에서 두 가지 부반응의 동시 발생으로 나타납니다. 디메틸포름아미드(DMF) 및 디메틸아세타미드(DMAC)와 같이 N, P 및 S 원자를 포함하는 일부 전자 공여체 화합물을 첨가하면 가교 및 분해와 같은 이러한 부반응을 억제할 수 있습니다.

멜트 그래프트

단일 스크류 압출기, 트윈 스크류 압출기 또는 브라벤더 레오미터에서 수행 할 수 있습니다. 소량의 분산제를 사용하여 폴리올레핀, MAH 모노머, 개시제 및 기타 첨가제를 균일하게 혼합한 다음 용융 압출을 위해 압출기의 호퍼에 혼합물을 공급합니다. 폴리올레핀 접목 말레산 무수물의 반응에 영향을 미치는 요인은 주로 개시제의 유형 및 농도, 단량체의 질량 농도, 첨가제의 유형 및 농도, 반응 온도 및 반응 시간 등을 포함하여 많은 요인이 있습니다. 개시제 DCP의 농도가 증가하면 접목 속도가 그에 따라 증가하지만 DCP의 양이 너무 많아 가교 반응이 수반되고, DCP가 고정되면 MAH의 양이 증가함에 따라 접목 속도가 상승 추세를 보이지만 MAH의 양이 계속 증가하면 접목 속도에 미치는 영향은 작아집니다; 반응 온도가 낮을 때, DCP의 분해 농도는 높지만, 또한 부반응의 발생에 도움이되어 자유 라디칼을 소비하여 자유 라디칼이 크게 개선되지 않도록; 용융 반응 시간 (즉, 압출기 스크류의 회전 속도)은 접목 속도에 큰 영향을 미칩니다. 스크류 속도가 너무 빠르면 재료가 배럴에 짧은 시간 동안 머무르고 반응이 불충분하며 접목 속도가 감소합니다. 스크류 속도가 너무 느리면 전단력이 너무 작아 개시제가 고르지 않게 분산되고 재료 체류 시간이 너무 길어 가교가 심하고 접목 속도가 감소합니다. 위의 결과를 바탕으로 LDPE 접목 공정에서 DCP의 투여 량은 0.08 ~ 0.1 부, MAH의 투여 량은 4 ~ 5 부, 반응 온도는 160 ~ 170 ℃, 스크류 속도는 40 ~ 45r / min입니다. PP 접목 과정에서 DCP의 복용량은 0.2 ~ 0.4 부분, MAH의 복용량은 5 ~ 7 부분, 반응 온도는 175 ~ 180 ℃, 스크류 속도는 30 ~ 45r / min입니다.

고품질 말레산 무수물 이식편의 판단

고품질 말레산 무수물 그라프트를 판단할 때 고려해야 할 몇 가지 주요 요소에는 냄새, 그라프트 속도, 황변 지수 및 반응 후반 단계에서 그라프트되지 않은 말레산 무수물이 분리되는지 여부가 포함됩니다. 접목 반응에서는 첨가된 말레산 무수화물이 주쇄에 많이 접목되지 않기 때문에 일반적으로 접목률이 낮다는 점에 유의해야 합니다. 접목되지 않은 말레 산 무수물의 대부분은 폴리 말레 산 무수물의 형태로 반응 시스템에 존재합니다. 따라서 접목 반응 후 생성물이 분리되지 않으면 최종 생성물은 접목물과 폴리 말레 산 무수물을 포함하는 혼합물이됩니다. . 즉, 분리 전후에 테스트 한 말레 산 무수물의 접목 비율은 편차가 큽니다.

애플리케이션:

말레산 무수물 접목 폴리올레핀의 가장 성공적인 응용 분야는 폴리아미드(PA) 블렌드의 적용입니다. PA는 뛰어난 성능을 가진 엔지니어링 플라스틱으로 널리 사용되고 있습니다. 그러나 저온 및 건식 충격 강도가 낮고 흡수율이 높으며 노치 충격 강도가 낮다는 단점도 있습니다. PA의 강한 극성으로 인해 무극성 폴리올레핀 수지와 호환되지 않아 폴리올레핀 개질 PA의 연구 및 개발이 매우 느립니다. 반응성 상용화 기술 연구가 성공하기 전까지는 폴리올레핀 개질 PA의 블렌드가 대량으로 등장했고, 반응성 상용화제는 주로 MAH 접목 폴리올레핀이 사용되었습니다.

폴리올레핀 그래프트 말레 산 무수물을 PA와 용융 혼합하면 PO 주쇄에 그래프트 된 활성 무수물기가 PA 분자 말단의 아미노기와 반응하여 초기에 아미드 결합을 형성하고 고리 폐쇄 후 이미 드 결합을 형성하여 PO-g-PA 그래프트 공중 합체를 형성합니다. 이러한 방식으로 상 계면에 위치한 그라프트 공중 합체는 공유 결합을 통해 상 계면 사이의 응집력을 강화하고 연속 상에서 분산상의 분포 범위를 확장하며 공중 합체의 성능을 크게 향상시킵니다.

PE 및 PP 접목 PA 혼합물의 충격 강도는 다음과 같이 증가함에 따라 증가했습니다.PE-g-MAH함량. PE-g-MAH의 질량 분율이 30%에 도달하면 충격 강도가 최대에 도달하고 취성-연성 전이 온도가 50°C 이상 떨어집니다. PA6/PE-g-MAH/PE 삼원계에서 PA 함량이 고정되어 있을 때 PE-g-MAH의 함량을 늘리고 PA6의 분자량을 증가시키면 블렌드의 충격 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

폴리올레핀 엘라스토머 그라프트 MAH 강화 나일론]

폴리올레핀 엘라스토머를 접목한 MAH 강화 나일론은 상업적으로 큰 성공을 거두었습니다. 접목 된 폴리올레핀 엘라스토머의 MAH는 PA와 반응하여 현장에서 그라프트 공중 합체를 형성하여 엘라스토머와 PA 간의 호환성을 크게 향상시키고 만족스러운 강화 효과를 달성합니다. 실험에 따르면 4 가지 종류의 폴리올레핀 엘라스토머 접목 MAH 시스템은 EPDM, EPR, SEBS 및 초저밀도 폴리에틸렌 (ULDPE)입니다. PA6를 강화하기 위해 MA를 접목한 이 네 가지 엘라스토머의 효과는 다음과 같습니다: EPDM-g-MAH>EPR-g-MAH>SEBS-g-MAH>ULDPE-g-MAH. ULDPE-g-MAH 시스템은 입자 크기 분포가 가장 좁고 평균 입자 크기가 가장 작지만 강화 효과는 가장 나쁩니다. 또한 POE가 접목된 말레산 무수물도 PA를 변형시킬 수 있습니다.

[개질 폴리에스테르(PBT, PET) 혼방에 폴리올레핀 접목 MAH 적용].

부틸렌 테레프탈레이트(PBT)는 1970년 상업화 이후 우수한 성능, 높은 결정화율 및 결정화 속도, 적당한 가격으로 인해 가장 빠르게 성장하는 사출 성형 수지 유형이 되었습니다. 내화학성, 열 안정성, 내수성, 우수한 용융 유동성 및 전기적 특성으로 인해 전기, 자동차, 건설 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 하지만 충격 강도가 약해 더 이상 PBT를 적용하는 데 한계가 있습니다. 일반적으로 고무 또는 충격 플라스틱 개질을 통해 PBE의 충격 강도를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔습니다.

PBT와 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 결합하여 PBT를 강화하는 경우. 두 소재의 비호환성으로 인해 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)에 접목된 MAH가 호환제로 첨가되었습니다. EVA에 그라프트 된 MAH와 PBT의 말단 수산기의 반응을 통해 2 상 계면에 그라프트 공중 합체가 형성되어 두상의 계면 접착력을 증가시킵니다. EVA-g-MAH를 첨가 한 후 PBT / LLDPE (70/30) 혼합물의 충격 강도는 크게 향상되었지만 굴곡 강도와 인장 강도는 많이 잃지 않았지만 질량 분율이 1 일 때 3% EVA-g-MAH를 사용하면 인장 강도와 굴곡 강도가 최대에 도달했습니다. 접목되지 않은 EVA를 추가하는 PBT / LLDPE와 비교하여 EVA-g-MAH 시스템의 기계적 특성이 더 분명합니다. EVA-g-MAH의 양이 증가함에 따라 시스템의 점도도 증가하여 상 계면에서 접목 반응이 발생하여 두상의 접착력을 증가시키는 것으로 확인되었습니다. 강화된 PBT 공중합체는 EPR-g-MAH와 PBT를 용융 혼합하여 얻을 수도 있습니다. EPR에 접목된 MAH는 PBT의 말단 수산기와 반응하여 현장에서 (EPR-g-MAH)-g-PBT 그래프트를 생성합니다. 그래프트는 계면활성제처럼 작용하여 계면 장력을 줄이고 고무 입자의 크기를 줄이며 2상 접착력을 증가시키고 인성을 향상시킵니다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 포장(주로 병), 전자제품 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. PET와 다른 폴리머, 특히 폴리올레핀의 혼합물은 우수한 가공성뿐만 아니라 흥미로운 기계적 및 차단 특성을 가지고 있습니다. 또한 환경 보호에 대한 인식이 날로 높아지는 오늘날, 분류 없이 재사용할 수 있는 이 블렌드의 성능은 더욱 가치가 있습니다. PET와 폴리올레핀 그라프트 MAH는 PET/폴리올레핀 시스템의 호환성에서도 좋은 결과를 얻었기 때문입니다.

[개질 TPU 블렌드에 폴리올레핀 그라프트 MAH 적용]

계면의 극성이 다르고 장력이 높기 때문에 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 PE는 호환되지 않으며, 혼합물의 기계적 특성은 개별 구성 요소의 특성보다 훨씬 낮습니다. PE-g-MAH를 호환제로 사용하면 PE의 극성이 증가합니다. 동시에 용융 블렌딩 공정 중에 TPU의 우레탄 결합은 열에 의해 해리되고 MAH와 반응하여 이소시아네이트를 형성 한 다음 이소시아네이트가 서로 반응하여 계면에서 현장에서 그라프트 공중 합체를 형성하여 PE와 TPU 간의 호환성을 높이고 블렌드의 기계적 특성을 향상시킵니다.