等规聚丁烯⁃1扩链改性及其超临界CO2发泡行为研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.12.001

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (12): 1-6.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.12.001

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等规聚丁烯⁃1扩链改性及其超临界CO₂发泡行为研究

宫政, 李为杰, 赵玲, 胡冬冬()

华东理工大学化工学院，化学工程联合国家重点实验室，上海 200237

收稿日期:2023-08-25 出版日期:2023-12-26 发布日期:2023-12-26
通讯作者: 胡冬冬（1989-），男，副教授，从事超临界流体辅助聚合物加工研究，hudd@ecust.edu.cn
E-mail:hudd@ecust.edu.cn
基金资助:
上海市自然科学基金面上项目(20ZR1413700);化学工程联合国家重点实验室开放课题(SKL?ChE?22C02)

Chain⁃extended modification of isotactic polybutene-1 and its supercritical CO₂ foaming behavior

GONG Zheng, LI Weijie, ZHAO Ling, HU Dongdong()

School of Chemical Engineering，State Key Laboratory of Chemical Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China

Received:2023-08-25 Online:2023-12-26 Published:2023-12-26
Contact: HU Dongdong E-mail:hudd@ecust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂、二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）和季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）为双单体，制备出具有长链支化结构和交联结构等规聚丁烯⁃1（iPB⁃1），并采用超临界CO₂发泡制备iPB⁃1发泡材料。研究扩链改性对iPB⁃1的熔融结晶、流变行为和发泡行为的影响。结果表明，长链支化结构提高了iPB⁃1的结晶温度并降低了iPB⁃1结晶度；改性iPB⁃1的熔体黏弹性提高、松弛时间增加、剪切稀化现象更为明显，同时表现出显著的应变硬化现象；长链支化改性iPB⁃1具有更宽的发泡温度区间和更均匀的泡孔结构。

关键词: 等规聚丁烯?1, 长链支化, 流变性能, 超临界二氧化碳, 发泡

Abstract:

Isotactic polybutene⁃1 （iPB⁃1） with a long⁃chain branching and cross⁃linking structure was prepared by using dicumyl peroxide as an initiator and zinc dimethyldithiocarbamate （ZDMC） and pentaerythritol triacrylate as dual monomers. Then， iPB⁃1 foams were prepared through supercritical CO₂ foaming. The effects of chain⁃extended modification on the melting， crystallization， rheological， and foaming behaviors of iPB⁃1 were investigated. The results indicated that the long⁃chain branching structure resulted in an increase in the crystallization temperature of iPB⁃1 but a decrease in its crystallinity. The modified iPB⁃1 obtained an improvement in the melt viscoelasticity and relaxation time， resulting in more remarkable shear thinning along with a significant strain⁃hardening phenomenon. The modified iPB⁃1 with a long⁃chain branching structure exhibited a wider foaming temperature window and a more uniform cellular structure.

Key words: isotactic polybutene?1, long chain branching, rheological property, supercritical carbon dioxide, foaming

中图分类号:

TQ325.1⁺5

宫政, 李为杰, 赵玲, 胡冬冬. 等规聚丁烯⁃1扩链改性及其超临界CO₂发泡行为研究[J]. 中国塑料, 2023, 37(12): 1-6.

GONG Zheng, LI Weijie, ZHAO Ling, HU Dongdong. Chain⁃extended modification of isotactic polybutene-1 and its supercritical CO₂ foaming behavior[J]. China Plastics, 2023, 37(12): 1-6.

图/表 9

样品	iPB⁃1/%	DCP/%	PETA/%	ZDMC/%	1010/%	熔体流动速率/g·（10 min）^-1	凝胶含量/%
PB	99.8	0	0	0	0.2	16.24	0
PB/0ZDMC	95.7	0.1	4	0	0.2	61.93	0
PB/2PETA	97.3	0.1	2	0.4	0.2	0.34	0
PB/4PETA	95.3	0.1	4	0.4	0.2	0.48	14
PB/6PETA	93.3	0.1	6	0.4	0.2	6.25	23

表1 改性iPB⁃1配方

Tab.1 Formulations of modified iPB⁃1

图1 扩链改性iPB⁃1的反应机理

Fig.1 Reaction mechanism of chain⁃extended modified iPB⁃1

图2 不同改性iPB⁃1的熔融结晶曲线

Fig.2 Melt crystallization curves of different modified iPB⁃1

样品	T_mI/°C	ΔH_mI/J·g^-1	T_c/°C	χ_c/%
PB	135.1	80.93	75.9	57.40
PB/0ZDMC	131.1	76.63	86.8	54.35
PB/2PETA	135.5	58.76	87.2	41.67
PB/4PETA	139.1	73.74	93.3	52.30
PB/6PETA	134.3	79.68	90.2	56.51

表2 改性iPB⁃1的DSC数据

Tab.2 DSC data of modified iPB⁃1

图3 不同改性iPB⁃1的拉伸流变行为

Fig.3 Elongational rheological behavior of different modified iPB⁃1

图4 不同改性iPB⁃1的泡孔形貌

Fig.4 Cell morphologies of different modified iPB⁃1

图5 不同改性iPB⁃1的发泡行为

Fig.5 Foaming behavior of different modified iPB⁃1

图6 不同改性iPB⁃1的剪切流变行为

Fig.6 Shear rheological behavior of different modified iPB⁃1

图7 （a） Han图；（b） cole⁃cole图；（c） vGP图

Fig.7 （a） Han plots；（b） cole⁃cole plots；（c） vGP plots

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