POE⁃g⁃MAH相容剂的制备及其在粘接树脂领域的应用研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.12.009

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (12): 51-57.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.12.009

POE⁃g⁃MAH相容剂的制备及其在粘接树脂领域的应用研究

郑德宝¹(), 翟前超², 刘光远², 王丰武¹, 汪义辉¹, 张忠洁³, 陈祥迎²()

^1.黄山贝诺科技有限公司，安徽黄山 245999
^2.合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009
^3.安徽大学材料科学与工程学院，合肥 230601

收稿日期:2021-06-15 出版日期:2021-12-26 发布日期:2021-12-22
作者简介:郑德宝(1979－)，男，工程师，研究方向为聚烯烃相容剂与粘接树脂，info@hsbanner.com

Preparation and applications of POE⁃g⁃MAH compatibilizer for adhesive resins

ZHENG Debao¹(), ZHAI Qianchao², LIU Guangyuan², WANG Fengwu¹, WANG Yihui¹, ZHANG Zhongjie³, CHEN Xiangying²()

^1.Huangshan Banner Technology Co，Ltd，Huangshan 245999，China
^2.School of Chemistry and Chemical Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China
^3.School of Materials Science and Engineering，Anhui University，Hefei 230601，China

Received:2021-06-15 Online:2021-12-26 Published:2021-12-22
Contact: CHEN Xiangying E-mail:info@hsbanner.com;chenxy@hfut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以马来酸酐（MAH）为接枝单体，乙烯?辛烯共聚物（POE）为基体树脂，无味过氧化二异丙苯（BIBP）为引发剂，通过双螺杆挤出机熔融挤出马来酸酐接枝乙烯?辛烯共聚物（POE?g?MAH），以此作为粘接树脂的相容剂。研究了反应温度、螺杆转速及MAH用量对相容剂熔体流动速率、接枝率的影响，以及相容剂在粘接树脂中的应用。通过熔体流动速率仪、傅里叶红外光谱（FTIR）、万能试验机等对相容剂进行表征和分析；再将相容剂、基体树脂、以及相关助剂通过双螺杆挤出机挤出，得到的粘接树脂通过万能试验机检测其力学性能。结果表明，在引发剂BIBP的作用下，MAH可以顺利接枝到POE上，当MAH的添加量为1 %（质量分数，下同）、BIBP的添加量为0.1 %时，相容剂的接枝率可达0.7 %，熔体流动速率为0.691 g/10 min；在粘接树脂配方中加入20 %的相容剂后，粘接树脂的拉伸强度达到14.8 MPa，断裂伸长率达到1 031.1%，剥离强度达到178 N/25 mm。

关键词: 乙烯?辛烯共聚物, 马来酸酐, 相容剂, 接枝率, 粘接, 力学性能

Abstract:

In this work， POE?g?MAH as a compatibilizer of adhesive resin was prepared through extrusion with a twin?screw extruder using maleic anhydride （MAH） as a graft monomer， polyolefin elastomer （POE） as a matrix resin， and diisopropyl peroxide （BIBP） as an initiator. The effects of reaction temperature， screw speed and MAH amount on the melt flow rate and graft rate of this compatibilizer were investigated and its applications for adhesive resins were explored. The compatibilizer was characterized and analyzed using melt flow rate meter， Fourier transform infrared spectroscopy， and universal testing machine. An adhesive resin was further prepared through melt extrusion with the compatibilizer， matrix resin and related additives， and its mechanical properties were measured using universal testing machine. The results indicated that MAH was successfully grafted onto POE with the aid of odorless diisopropyl peroxide （BIBP） as an initiator. When 1 wt% MAH and 0.1 wt% BIBP were added， the graft rate of compatilizer reached 0.7 wt%， its melt flow rate reached 0.691 g/10 min.The adhesive resin exhibited tensile strength， elongation at break and peel strength of 14.8 MPa， 1031.1%， and 178 N/25mm， respectively， when 20 wt% compatibilizer was added into the adhesive resin.

Key words: polyolefin elastomer, maleic anhydride, compatilizer, graft rate, adhesive, mechanical property

中图分类号:

TQ325.1⁺2

郑德宝, 翟前超, 刘光远, 王丰武, 汪义辉, 张忠洁, 陈祥迎. POE⁃g⁃MAH相容剂的制备及其在粘接树脂领域的应用研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(12): 51-57.

ZHENG Debao, ZHAI Qianchao, LIU Guangyuan, WANG Fengwu, WANG Yihui, ZHANG Zhongjie, CHEN Xiangying. Preparation and applications of POE⁃g⁃MAH compatibilizer for adhesive resins[J]. China Plastics, 2021, 35(12): 51-57.

图/表 11

图1 MAH用量对相容剂的熔体流动速率和接枝率的影响

Fig.1 Effect of MAH content on melt flow rate and graft rate of compatibilizer

图2 温度对相容剂的熔体流动速率和接枝率影响

Fig.2 Effect of temperature on melt flow rate and graft rate of compatibilizer

图3 螺杆转速对相容剂的熔体流动速率和接枝率影响

Fig.3 Effect of screw rotation speed on melt flow rate and graft rate of compatibilizer

图4 POE与接枝产物的FTIR谱图

Fig.4 FTIR spectra of POE raw material and graft product

图5 不同接枝物的FTIR谱图

Fig.5 FTIR spectra of different grafts

图6 热熔胶在铝塑管中的应用及机理示意图

Fig.6 Schematic diagram of application and mechanism of hot melt adhesive in aluminum plastic tube

图7 反应机理示意图

Fig.7 Reaction mechanism diagram

图8 特征峰面积比与酸碱滴定值的线性拟合

Fig.8 Linear fitting of characteristic peak area ratio and acid?base titration value

图9 螺杆转速对粘接树脂剥离强度的影响

Fig.9 Effect of screw rotation speed on the peel strength of adhesive resin

图10 温度对粘接树脂断裂伸长率的影响

Fig.10 Effect of temperature on elongation at break of bonded resin

POE?g?MAH含量/%	熔体流动速率/g·（10 min）^-1	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	剥离强度/N·（25 mm）^-1
10	1.434	11.2	953.4	149
15	1.529	12.8	980.2	158
20	1.668	14.8	1 031.1	178
25	1.653	14.1	998.1	172

表1 不同含量相容剂对粘接树脂性能的影响

Tab.1 Effect of different compatibilizers on bonding resin

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