水性聚丙烯塑料涂料的制備及其阻隔性能研究.pdf

1、本課題中，首先采用十八烷基三甲基氯化銨(OTAC)插層劑與鈉基蒙脫土(Na-MMT)進(jìn)行離子交換，制備得到了有機(jī)化蒙脫土(OMMT)；其次，利用制備得到的有機(jī)化蒙脫土，采用了單體預(yù)乳化法、半連續(xù)種子乳液聚合法成功制備出了蒙脫土改性丙烯酸乳液，并對(duì)其性能進(jìn)行了詳細(xì)表征；再次，在本文中，還采用溶液聚合法合成得到了丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液，并針對(duì)其相關(guān)性能進(jìn)行了測(cè)試表征；最后，將制備得到的蒙脫土改性丙烯酸乳液和丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液進(jìn)行混合

2、調(diào)制，制備得到了適用于聚丙烯塑料的阻隔性涂層材料，并測(cè)試其性能。
　　(1)采用十八烷基三甲基氯化銨（OTAC）改性鈉基蒙脫土，制備得到有機(jī)化蒙脫土。XRD和SEM測(cè)試表明有機(jī)化改性后層間距明顯增大，由 nmd1.49001?(鈉基蒙脫土)增加為 nmd3.84001?(有機(jī)化蒙脫土)。
　　(2)采用單體預(yù)乳化法和半連續(xù)種子乳液聚合法，通過(guò)引入乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)與丙烯酸類單體乳液共聚，并與1,6-己二胺配

3、合制備得到了室溫自交聯(lián)的蒙脫土插層改性丙烯酸乳液。乳液經(jīng)納米粒度儀測(cè)試表明，粒徑分布較窄，主要集中在100～200nm，約占到了總量的75％左右，小于100nm粒徑約占到了12%左右；TEM測(cè)試顯示，由于乳液聚合被剝離開(kāi)來(lái)的蒙脫土片層，很好的插層在了乳膠粒子之間。乳膠膜DSC檢測(cè)結(jié)果表明，AAEM的引入，使乳膠膜的Tg升高；阻隔性能測(cè)試表明，當(dāng)OMMT含量為1.5g時(shí)，乳膠膜的透氣系數(shù)(1.46×10-10)/(23cm?cm cm?S

4、?Pa)和水蒸氣透過(guò)系數(shù)(383.7 g.cm/cm2.s.Pa)均相對(duì)較低，較未添加蒙脫土改性的乳膠膜呈現(xiàn)出良好的阻隔性能。
　　(3)采用溶液聚合法和相反轉(zhuǎn)法合成得到了丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液。正交試驗(yàn)表明，BPO用量為0.3%、丙烯酸單體:CPP的比值為0.8、反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)、反應(yīng)溫度為95℃時(shí)，制備得到的丙烯酸改性氯化聚丙烯的附著力和接枝率較好。并通過(guò)對(duì)上述四個(gè)因子進(jìn)行進(jìn)一步的單因素實(shí)驗(yàn)，確定了溶液法制備丙烯酸改性氯化聚

5、丙烯的最佳工藝參數(shù)，即BPO用量為0.3%、丙烯酸類單體:CPP的值為0.8、反應(yīng)溫度為90℃、反應(yīng)時(shí)間為3.5h。對(duì)制備得到的丙烯酸改性氯化聚丙烯進(jìn)行測(cè)試表征，紅外光譜分析表明，提純后得到的改性氯化聚丙烯在1730cm-1處出現(xiàn)了明顯的新的強(qiáng)吸收峰，為丙烯酸酯類酯基和羧基中C?O伸縮振動(dòng)典型的吸收峰；采用DSC分析測(cè)試表明，接枝改性后的CPP的Tg溫度為35℃左右，相比原氯化聚丙烯的Tg溫度升高了6℃；對(duì)制備得到的改性CPP乳液采用納

6、米粒度儀進(jìn)行分析表征，乳液粒徑約為300nm，粒徑分布較窄。
　　(4)通過(guò)涂料配方的設(shè)計(jì)，制備得到了適用于聚丙烯的塑料涂料，對(duì)比制備得到的涂膜和涂層改性塑料膜的性能發(fā)現(xiàn)：涂層改性制得的膜材料的透光率為90.5，霧度為6.30，較聚丙烯薄膜有一定的下降。但在阻透性方面，涂層改性后得到的聚丙烯塑料薄膜(含蒙脫土)，其氧氣透過(guò)率和水蒸氣透過(guò)率較聚丙烯薄膜(7.3×10-14 cm3?cm/cm2?s?Pa，186.9 g?cm/cm2