PPO的改性与应用

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1、PPO的特点、改性方法与应用高分子09-1班 姓名：管永 学号：0901130107摘要未经改性的聚苯醚(PPO)树脂具有良好的力学性能、电性能、耐热性、阻燃 性以及化学稳定性等，但是它的耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击 强度低，另外它存在一个致命的弱点-熔体粘度高，加工成型性极差，纯PPO树 脂不能采用注射方法成型，这样大大限制了它的应用。为了克服这些缺点，或赋 予其新的性能，人们对PPO进行了多种改性。本文主要介绍了 PPO的改性方法： 有物理(填充、共混、增强和微发泡等和化学(聚苯醚的端基改性、共聚、嵌段、 接枝和网化等)改性两种。关键词：PPO改性；物理改性；化学改性；正文聚

2、苯醚，别名聚2，6-二甲基-1，4-苯醚；聚亚苯基氧，英文名Poly-phenylene oxide简称PPO。它是一种耐较高温度的工程塑料。聚苯醚及改性聚苯醚以其优 良的性能和众多品种，很快发展成为当今世界五大工程塑料之一。1聚苯醚的优点和缺点1.1优点E物理机械性能聚苯醚分子链中含有大量的苯环结构，分子链刚性较强， 机械强度高，具有较高的硬度和韧性；蠕变小，尺寸稳定性优良。(2) 热性能聚苯醚具有较高的耐热性，玻璃化温度达21FC，熔点为268， 热分解温度为330C。(3) 电性能聚苯醚分子结构中无强极性基团，在很宽的温度及频率范围内， 能保持良好的电性能，其介电常数和介电损耗角正切在工

3、程塑料中最小，且不受 温度、湿度及频率的影响。(4 )化学性能聚苯醚为非结品树脂，分子结构中无可水解的基团，耐水性好， 制品在高压蒸汽中反复使用其性能变化不大，但能溶于卤代脂肪烃和芳烃中。1.2缺点(1) 极易流动，单纯树脂难以注射成型；(2) 玻璃纤维增强及填充后制品表面粗糙，光泽度差;（3）成本高，与通用工程塑料相比价格高出两倍；（4）冲击强度差，制品发脆，熔接强度也不好；（5）由于PPS具有优异的耐化学药品性，所以其涂装性与着色性不理想。2.PPO的改性方法2.1物理改性2.1.1填充改性对材料进行填充改性可起增塑的作用，降低成本，除此，还可提高材料的杨 氏模量，起增强作用。填料的粒径、

4、形状影响材料的性能，PPO改性后，再加 人无机填料，可提高改性聚苯醚（M PPO ）的拉伸屈服强度。用碳酸钙（无定形状）、 滑石粉（层状）、硅酸钙（针状）3种无机填料对MPPO进行填充改性2碳酸钙对填 充体系拉伸屈服强度没有影响，而用滑石粉和硅酸钙填充，其填充体系的拉伸屈 服强度增加。这是因为碳酸钙是粒径填料，碳酸钙粒径为2-10 um时，只起增量 剂的作用；而粒径小于0.1um时，起增强剂的作用。2.1.2共混改性PPO与PS（聚苯乙烯）、HIPS（高抗冲聚苯乙烯）、PA（尼龙）、聚烯烃、 PBT （聚对苯二甲酸丁二醋）、PPS（聚苯硫醚）及弹性体等聚合物的共混相容性 较好而制得PPO系合金

5、。常用方法有：利用聚合物分子链中官能团的相互作用； 改变聚合物分子链结构；加人相容剂；通过加工工艺改善聚合物间的相容性。PPO 系合金分为性质相似的聚合物成分的相容性聚合物合金和具有不同性质的聚合 物成分的非相容性聚合物合金。相容性聚合物合金通过共混很容易获得两成分聚 合物的中间性质，但一般不可能获得优于单一材料的特殊性能。非相容性聚合物 合金必须采用特殊相容化技术制造，制得的具有微相结构的聚合物合金可获得单 一聚合物不可能得到的优异特性。具体来讲以聚苯乙烯为例，就是将40%左右含 橡胶的聚苯乙烯与60%左右的聚苯醚在螺杆挤出机上共混挤出制得3。改性PPO 仍保留了 PPO诸如水解稳定性和电子

6、性能好等优点，尽管共混后热变形温度有 所下降，但大部分仍高于实际应用所要求的温度。另外共混改性显著改变了 PPO 的加工性能，使其成本大幅度下降。2.3化学改性化学改性也是PPO改性的一个重要研究领域，主要在PPO端基和主链上通过化学方法对PPO改性比如共聚、嵌段、接枝和网化等。2.3.1聚苯醚的端基改性囹端基改性，将PPO的端羟基进行酰化反应，最初目的是防止端羟基被氧化， 以提高PPO的氧化和热稳定性能，目前工业上广泛使用的封端方法是在乙酸化 反应前进行醌偶反应，减少生成低分子的醒型产物。随着PPO合金的研究开发， 发现可以通过在PPO端基引人带有反应活性的小分子化合物，含有活泼卤原子 或酰

7、卤基团等，封端后的PPO作为PPO合金的相容剂。2.3.2 PPO的主链改性主链改性，PPO既可以进行亲电取代又可以进行自由基反应，通常主链改性 有多种，如进行漠代反应、磷酸酯化反应、乙烯化反应、胺交联反应、羧基化 与磺化反应、硝基与氨基取代、硅取代、引人烯丙基基团等。可以在一定程度上 增加PPO柔韧性、阻燃性、耐老化性、耐腐蚀性、改善其溶解性、提高机械性 能5 等。2.3.3再分配反应改性6研究PPO的氧化偶联机理时提出再分配反应2, 2-2,6 一二甲基苯酚在 催化剂作用下形成苯氧自由基，碳一氧偶合得环己二烯酮，互变异构为二聚体； 二聚体在催化剂作用下又形成苯基苯氧自由基，再碳一氧偶合得苯

8、基环己二烯酮 中间体，此中间体不稳定，又可发生两种碳一氧键断裂（再分配），生成单体苯氧 自由基或三聚体苯氧自由基，单体苯氧自由基和三聚体苯氧自由基再形成四聚 体。因此，在溶液中形成从低分子量到高分子量的各种聚合度的酚。在催化剂作 用下，带不同官能团的酚类与PPO进行再分配反应，可制得多功能化的PPO； 若是带双官能团的酚类，还可制得有两个端羟基摇爪型聚合物，可制作嵌段共聚 物或交联聚合物的母体。2.3.4 PPO熔融接枝马来酸酐通过非极性聚合物与极性单体反应挤出赋予非极性聚合物一定的极性和反 应活性是提高它们与其他聚合物相容性的重要方法之一。在引发剂的作用下，聚 烯烃与马来酸酐可以通过熔融挤出

9、获得Po-g -MA，已有较成熟的反应机。首先 由2, 6-二甲酚氧化偶合生成聚苯醚，再与苯乙烯反应，得到化学改性的苯乙烯 接枝的聚苯醚。根据需要它可再与弹性体共混而形成抗冲击的改性聚苯醚。目前 以共混法为主。共混法所得树脂的一般牌号可分为注塑和挤出两类。加工方法以 注射成型为主。2.3.5互穿网络(IPN )互穿网络(IPN )结构聚合物互穿网络结构(IPN)是20世纪60年代开发的一 种新型聚合物材料结构，它有利于提高组分间的相容性，改善聚合物的综合性能。 环氧树脂具有活泼的环氧基团，能形成复杂的交联结构，因此，环氧树脂改性聚 苯醚可能形成互穿网络(IPN )结构。但聚苯醚分子不含强极性基

10、团，与环氧树脂 的相容性差，共混效果不好。因此，将与PPO具有良好相容性的多官能团乙烯 化合物(如二烯丙基氛酸醋、三烯丙基异氤酸酷)与环氧树脂(E P)、PPO共混， 可形成相容性很好的EP/ PO互穿网络结构。3应用目前世界上销售的PPS复合改性品种已超过140个，主要有玻纤增强、碳 纤增强、无机填料填充、玻纤和填料并用填充增强等，这些PPS品种已广泛用 于电子电器、机电工业、汽车工业、纺织工业、化土设备、医用设备、办公设备、 膜工业、精密机械、航空航天、核电、石油化工以及食品加工部门。例如：汽车 工业主要适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等；机械工业：用作齿轮、 轴承、泵叶轮、鼓风机叶

11、轮片等。结语我国MPPO无论在品质还是产量、品种牌号上与国外相比，都存在着明显 的差距。伴随着我国汽车工业、电子工业、家用电器和办公设备等部门的快速发 展，MPPO已远远不能满足国内市场要求。所以必须扩大MPPO生产规模。密 切相关的是必须加快MPPO相容化技术、掺混技术和加工成型技术的研究和开 发，使MPPO从品种牌号上系列化、高性能化，积极开拓市场，满足我国各工 业部门的发展需求。国内PP O原料依靠进口，M PPO与国外相比也存在一定差 距，主要表现在产品质量不稳定、品种牌号少、装置规模小、化学工程研究和推 广不够等方面。今后，除继续进行催化剂筛选、聚合物后处理、封端剂选择试验、 工艺设计、机理基础研究外，还要加强开发M PPO产品及纳米级PPO合金， 进一步提高其性能，降低生产成本，提高M PPO产品的质量。参考文献1许长清.合成树脂塑料手册.北京：化学工业出版社，1991342343戴志宏.工程塑料应用，2000，2 8( 3) 243 吴青聚苯醚及其改性塑料科技2( Sum. 148) April 2002 534 李胜方袁庆荣柯刚王洛礼 聚苯醚的改性及研究进展2002年12月5 郝建强，贾连达，徐纪平.应用化学，1990，7 (4) : 57 一 616 李胜方袁庆荣柯刚王洛礼 聚苯醚的改性及研究进展2002年12月