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甲苯对氯化聚丙烯的改性研究

作　者: 高振
导　师: 刘大壮
学　校: 郑州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 氯化聚丙烯烷基化接枝 FeCl3 附着力沉淀
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

作为一种附着力促进剂,氯化聚丙烯（CPP）增加了一般涂料在聚丙烯板上的附着力,在日常生活中的应用非常广泛。目前,我国大量生产的是用作油墨载色剂的30%含氯量的CPP。用作涂料的CPP,一般含氯量要少一些,分子量要低一些。通常CPP是以甲苯溶液的形式使用的。我们实验室刘敏发现,在这种溶液中加入AlCl₃催化剂,按照傅-克反应的机理,可以使氯含量降低到涂料使用的要求,而且在脱氯时还发生降解反应,分子量降低,使工作有了重要的进展。但是,她所使用的脱除催化剂和提纯的方法是加入活性炭,既不方便,也存在着吸附大分子的可能,且只有在树脂中加入比较多的改性CPP时才能满足附着力的要求。本文是在此工作的基础上进行改进,取得的成果是:用FeCl₃代替AlCl₃作为催化剂,用丙酮与甲醇的混合溶剂代替活性炭提纯,得到的改性产物性能大大改善,加入5%到SZ-97油中,可以满足附着力的要求,使得该厂有望改变进口国外氯化聚丙烯的局面。文中对测定化合物中的微量氯含量常用的氯离子选择性电极法、离子色谱法、电位滴定法和酸碱滴定法进行了比较,得出离子色谱法和电位滴定法测定结果的精度相对较高,酸碱滴定法稍差,氯离子选择性电极法最差。在综合考虑实验的可操作性和数据可信性的基础上最后选择了用酸碱滴定法来测定聚合物中的氯含量。测定了实验室几种不同CPP的氯含量,得到的结果与厂家给定值相符,验证了方法的可靠性,为后文的工作奠定了基础。文中用Lewis酸FeCl₃、ZnCl₂、SnCl₂·2H₂O和质子酸H₃PO₄做催化剂对CPP接枝甲苯的烷基化反应进行了考察和比较,实验现象说明用FeCl₃可以顺利催化该烷基化反应。对接枝产物进行了红外表征,从红外谱图上找到了苯环所形成的峰,证明苯甲基顺利接枝到了CPP的碳链上。考察了反应温度对该催化反应进度的影响,通过测量样品的分子量说明反应的CPP中有一部分发生了交联,使得减弱AlCl₃催化时分子链剧烈断裂的情况成为可能。对比不同条件下产品的凝胶色谱图得到了对反应机理的初步认识,可以为下一步的工作提供参考。文中设计正交实验考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、物料配比和体系含水量对实验结果的影响,得到催化剂用量对反应的影响最为显著。紧接着考察了催化剂用量对反应进度、稀释比、附着力的影响以及反应时间对反应进度的影响,拟合了改烷基化反应的动力学模型:（?）=0.016×（1-x）^10.06,得到了反应的最佳条件为投料质量比甲苯:CPP:FeCl₃=4:1:0.15。通过将产品分级后测定氯含量证明产品中基本上不存在氯含量的分布。文中通过测定改性CPP与醇酸树脂的相容性和附着力,说明改性产品比原料CPP的附着力性能有了很大提高。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-21
  1.1 氯化聚丙烯  10-11
  1.2 氯化聚丙烯的附着机理  11-12
  1.3 氯化聚丙烯的氯化度和含氯量为30%的结构单元  12-14
  1.4 为增大链的极性而进行的接枝改性  14-17
  1.5 用甲苯改性的氯化聚丙烯  17-20
  1.6 本文研究的主要内容  20-21
第二章氧瓶燃烧法测定氯化聚丙烯中氯含量  21-31
  2.1 综述  21-22
  2.2 分析方法  22-28
  2.3 几种测量方法测得的氯含量的比较  28-29
  2.4 用酸碱滴定法测定实验室现有几种CPP的氯含量  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章催化剂的选择  31-40
  3.1 概述  31-32
  3.2 实验部分  32-38
  3.3 对后处理过程的讨论  38-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章用沉淀法对接枝反应进行后处理  40-44
  4.1 概述  40
  4.2 测定FeCl_3在混合溶剂中的溶解度  40-41
  4.3 混合溶剂沉淀法与水洗法的比较  41-42
  4.4 考察沉淀完全所需混合溶剂与甲苯合适的体积比  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 FeCl_3催化下CPP接枝甲苯的反应反应条件的优化  44-52
  5.1 概述  44
  5.2 实验部分  44-46
  5.3 催化剂的影响  46-48
  5.4 反应温度的影响  48
  5.5 反应时间的影响  48-51
  5.6 本章小结  51-52
第六章优化条件下接枝物的进一步研究  52-60
  6.1 概论  52
  6.2 氯含量分布的问题  52-54
  6.3 反应的物料衡算  54-55
  6.4 产品的溶度参数  55-56
  6.5 产品粘度的测定  56-58
  6.6 产品的分子量  58
  6.7 本章小结  58-60
第七章附着力  60-63
  7.1 测定附着力方法的选择  60-61
  7.2 相容性和附着力的测定  61-62
  7.3 本章小结  62-63
第八章结论与下步工作打算  63-65
  8.1 结论  63-64
  8.2 下步工作打算  64-65
参考文献  65-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71-72
致谢  72

甲苯对氯化聚丙烯的改性研究

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