聚丙烯是5 种通用塑料之一,应用广泛。其主要优点是:来源丰富、价格低廉、密度小、耐热、化学稳定性好、无毒等。MAH-g-PP 是在聚丙烯非极性链上引入了极性侧基,其主要用于增进极性材料与非极性材料相容性。将MAH-g-PP 制备成乳液,可以增加应用范围,但是国内关于该乳液的研究很少,目前主要出现在美国和日本的专利中。在这些专利中主要叙述的是MAH-g-PP 乳液的制备方法及其在玻纤增强聚丙烯复合材料中的应用,而并没有关于乳液自身的研究。国外制备MAH-g-PP 乳液的方法主要有溶液乳化法和直接熔融乳化法。
由于溶液乳化法要用到有机溶剂而且其中的有机溶剂不易完全除去,并且工作环境中会存在有机溶剂,给操作人员和设备都会带来危险,也可能造成环境的污染。实验室通过直接熔融乳化的方法制备MAH-g-PP 乳液,制得的乳液具有较好的稳定性,而且不含有机溶剂,便于应用于生产。本文用乳液膜对水的接触角来表征聚合物乳液膜的表面性能,并以乳液膜的硬度和附着力作为衡量乳胶膜综合性能的标准。研究了成膜温度、时间和乳液固含量对乳液膜性能的影响,另外用PU 乳液来提高MAH-g-PP乳液的成膜性,并考察了两者不同质量比对共混乳液膜综合性能的影响,为MAH-g-PP 乳液的进一步应用提供了一定的数据支撑。试验部分,主要原料MAH-g-PP 乳液(实验室自制,中值粒径4.87μm,固含量20%)。仪器设备DZ-2BC 型真空干燥箱,天津市泰斯特仪器有限公司;JJC-1 型润湿角接触角测定仪,长春市光学仪器总厂;XSP-BM-30AC 电脑型生物显微镜,上海彼爱姆光学仪器制造有限公司。热重分析利用日本Shimadzu 公司制造的差热-热重分析仪(DTG-60) 对MAH-g-PP 乳液在N2 气氛中进行热重分析。升温速率为10℃/min,升温范围为室温~300℃。1.4 MAH-g-PP 乳液膜的制备1)在试验的过程中采用载玻片作为乳液的成膜基材。在涂膜之前,先用10%硝酸清洗载玻片,然后用蒸馏水冲洗多次,再用丙酮清洗载玻片,最后放入烘箱中烘干备用。 用蒸馏水将MAH-g-PP 乳液稀释到固含量为1%、5%、10%、15%、20%。分别取出少量的MAH-g-PP 乳液均匀地涂在已处理过的载玻片上,然后置于真空干燥箱中80 ℃烘2h 以除去水分,再分别在155 ℃、165 ℃、175 ℃、185 ℃下成膜。共混乳液膜的制备将MAH-g-PP 乳液与PU 乳液以不同的质量比机械混合(见表1),将共混乳液在载玻片上成膜。接触角的测定以蒸馏水为测试液体,用润湿角测定仪测定乳液膜与空气界面的静态接触角,每个样品测6 个点(相邻测点之间的间距不少于1 cm),取6 个点的算术平均值。乳液膜表面形态用XSP-BM-30AC 电脑型生物显微镜观察MAHg-PP 乳液膜表面形态。 乳液膜附着力和硬度的测定按照GB/T 9286—1998 中的划格法测定乳液膜的附着力,按照GB/T 6739—1996 测试乳液膜的铅笔硬度。 乳液膜耐水性的测试乳液在载玻片表面成膜后,将乳液膜放入蒸馏水中观察乳液表面泛白、起皱等现象。
MAH-g-PP 乳液成膜的较佳条件是乳液固含量为10%,成膜温度为185 ℃,成膜时间为40 min。此时乳胶膜对水的接触角和附着力达到最大,硬度较好,但是MAH-g-PP 乳液自身的成膜性并不是很好,所成膜有裂纹。用PU 乳液来改善MAH-g-PP 乳液的成膜性,2种乳液共混后,共混乳液膜的成膜性较MAH-g-PP 乳液有所提高。但随着共混乳液中PU 乳液质量的增加,乳液膜耐水性下降。因此,共混乳液中MAH-g-PP 乳液与PU 乳液的质量比为9∶1 时,乳液膜综合性能较好。