马来酸酐接枝物原理与特性
不同于物理共混增韧,马来酸酐接枝物兼具极性基团醛基和烯烃非极
性链段,能够通过与聚合物、填料之间的化学键合,很好地实现强度
和韧性的完美结合,具有广阔的应用前景。
概述
马来酸酐接枝物是一种以马来酸酐为单体,在合适的温度条件下
与其他材料进行接枝而得到的聚合物。通常,接枝方法主要有溶液法、
熔融法、辐射法和固相法等。其中,熔融法是最常用也是最重要的方
法。
由于兼具马来酸酐提供的极性基团醛基和烯烃非极性链段,马来
酸酐接枝物可被广泛应用于PA、PP和PE等材料的改性,电线电缆母
料,木塑行业,包胶TPE以及热熔胶等行业,主要起偶联相容的作用。
作用原理
在马来酸酐接枝物中,酸酐基团在高温和螺杆剪切的作用下,能
够与极性基团(-NH2、-OH)发生广义的脱水反应并形成化学键,从
而将不相容的极性和非极性物质进行化学偶联。
以马来酸酐接枝物增韧PA为例。PA具有优异的力学性能,但低
温下的韧性差,而烯烃具有良好的加工和低温韧性。然而,由于PA
属于极性聚合物,烯烃属于非 极性聚合物,两者之间很难相容。此
时,若采用马来酸酐接枝物,则能很好地实现两者的结合(其反应原
理如图1所示)。在用于其他用途时,马来酸酐接枝物的作用 原理也
类似。
图1马来酸酐接枝物和PA反应图
优质马来酸酐接枝物的判断
在判断优质马来酸酐接枝物时,需要考虑的几个关键因素包括:
气味、接枝率、黄变指数以及反应后期是否分离未接枝马来酸酐等。
需要注意的是,在接枝反应中, 接枝率普遍偏低,这是因为许多加
入的马来酸酐并没有接枝到主链上去。未接枝的马来酸酐大部分以聚
马来酸酐的形式存在于反应体系中,因此,接枝反应后的产物 如不
作分离,最终得到的将是含有接枝物和聚马来酸酐的混合物。也就是
说,马来酸酐在分离前和分离后测试的接枝率有很大的偏差。
通常,优质的马来酸酐接枝物具有低刺激气味、接枝率高和黄变
指数低的物理特性。例如,埃克森美孚化工的ExxelorTM马来酸酐接
枝物。该产品具有低气 味、低黄变指数、高接枝率以及良好的批次
稳定性等特点,可应用于PA、PP和PE等材料的改性,电线电缆母料、
木塑等行业以及热熔胶、TPE和多层薄膜共 挤等领域。
其中,VA 1801牌号和VA 1803牌号的成分为乙烯共聚物(-MAH),
具有优异的耐候性、抗氧和热稳定性能,能够降低湿度敏感性,提高
尺寸稳定性以及玻纤增强复合材料的冲击性能。前者的乙烯共聚烯烃
具有中粘度、半结晶特性,常温和低温韧性优异,而且能够提高聚酰
胺-20℃ 时的冲击性能,而后者的乙烯共聚物具有高流动、无定型特
性,能够提高聚酰胺-40℃时的冲击性能。
PO 1020牌号是一种PP接枝均聚物,其主要成分为PP-MAH,具
有优异的抗冲性能、超高的流动性和易成型性等特点,而且接枝率高,
能够有效增加PP和玻 纤的偶联,尤其是氨基硅烷处理过的玻纤。
PE 1040牌号是一种高密度聚乙烯接枝物,主要成分为HDPE-MAH,
具有优异的抗冲性能、高粘结性和低吸湿性等特征。埃克森美孚化工
表示,这些产品在不同的具体应用中,往往会表现出不同的能效,具
体要根据实际的应用测试。
结语
在对PA、PP和PE等材料进行改性的过程中,不同于POE之类
的物理共混增韧,马来酸酐接枝物能在较少的添加量下,通过与聚合
物、填料之间的化学键合, 实现强度和韧性的最佳结合。在阻燃电
线电缆母粒、木塑行业中,通过添加马来酸酐接枝物,能够实现极性
填料和聚合物的偶联。此外,由于对极性物质具有优异的 吸附粘着
力,马来酸酐接枝物还能够被广泛应用于包胶TPE、热熔胶和多层薄
膜共挤等领域。