聚烯烃主链接枝

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第361页（1232字）

现就简要阐述在聚烯烃主链上进行自由基接枝技术。

以PE为基本原料，将马来酸酐(MAH)等辅助材料附敷在PE粒料上(也可用PE粉料与MAH粉料掺混)；将过氧化物制成母粒料，将其和准备接枝的原料一起加入两阶单螺杆挤出机。第一阶压力输送使得未反应的MAH排放挥发；第二阶压力输送形成的机头压力见图18－1。

图18－1 简单的MAH接枝过程

接枝率与过氧化物用量的关系见图18－2。由图18－2说明：增加过氧化物的用量，可以将接枝率提高到相当令人满意的程度，但过氧化物用量增大后会使物料变色、产生凝胶等不良现象，因此，实际上过氧化物的用量是有限制的。

图18－2 过氧化物浓度对MAH接枝的影响

在实际应用中，要使接枝物有良好的综合性能，要求接枝的MAH超过0．2%。

在进行工业化的生产时发现在MAH接枝过程中有以下几个实际问题需要解决：混合不完全，反应条件不明确(即在挤出机的某一部位，反应到什么程度，这是不可知的，只能估计)；过氧化物用量过多；操作人员直接接触物料；接枝程度受限制。

为此，在温度控制方面要求做到精确控制，以保证没有“过热点”，使熔体中的温度均匀上升；必须了解到既能避免破坏产品性能又不能超过取得高接枝率程度的极限温度。

完善的工艺应该是通过封闭系统加入反应物和催化剂，使其控制在不发生最佳反应的条件。在连续化工业生产中，MAH通过一个封闭的液态MAH系统进行注射。

在任何挤出机中，通过施加更大的剪切可以达到更好的混合。例如提高螺杆转速、采用浅螺槽、小间隙。混炼销钉和特殊螺杆混炼段，通过这些方法将剪切的机械能转变成热能，从而提高了聚合物温度。大多数情况下，混合温度的提高与作用于熔体剪切机械能的大小呈线性关系。

异向旋转啮合型双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的混合效果对比见图18－3。“混合数”是指肉眼可以看到的条纹数量，可用来度量界面的面积。

图18－3 混合的表观能量效率

在反应挤出中，单螺杆和双螺杆挤出机可以大规模地应用具有重要的工业用途，其中包括聚合反应和聚合物改性这两类具有普遍意义的反应类型。反应挤出研究的重点是利用有关的机理，反应物浓度和动力学的实验数据来选择挤出条件，成型设备和预测挤出物的性能。