水性聚丙烯塑料涂料制備及其阻隔性能的研究

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1、分類號密級水性聚丙烯塑料涂料的制備及其阻隔性能研究研究生姓名：何佳杰指導(dǎo)教師姓名、職稱：向賢偉(教授)學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究方向：高分子材料合成與改性湖南工業(yè)大學(xué)二零一二年五月二十八日萬方數(shù)據(jù)分類號密級水性聚丙烯塑料涂料的制備及其阻隔性能研究Studyonpreparationandbarrierpropertyofwaterbornecoatingforpolypropylene研究生姓名：何佳杰指導(dǎo)教師姓名、職稱：向賢偉(教授)學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究方向：高分子材料合成與改性論文答辯日期答辯委員會

2、主席湖南工業(yè)大學(xué)二零一二年五月二十八日萬方數(shù)據(jù)湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日湖南工業(yè)大學(xué)論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解湖南工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱

3、；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位論文；學(xué)校可根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要本課題中，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

4、烯乳液，并針對其相關(guān)性能進(jìn)行了測試表征；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測試表明有機(jī)化改性后層間距明顯增大，由d001?1.49nm(鈉基蒙脫土)增加為d001?3.84nm(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

5、，并與1,6-己二胺配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測試顯示，由于乳液聚合被剝離開來的蒙脫土片層，很好的插層在了乳膠粒子之間。乳膠膜DSC檢測結(jié)果表明，AAEM的引入，使乳膠膜的Tg升高；阻隔性能測試表明，當(dāng)OMMT含量為1.5g時，乳膠-1032膜的透氣系數(shù)(1.46×10cm?cm/(cm?S?Pa))和水蒸氣透過系數(shù)2(383.7g.

6、cm/cm.s.Pa)均相對較低，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。正交試驗表明，BPO用量為0.3%、丙烯酸單體:CPP的比值為0.8、反應(yīng)時長為4小時、反應(yīng)溫度為95℃時，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。并通過對上述四個因子進(jìn)行進(jìn)一步的單因素實驗，確定了溶液法制備丙烯酸改性氯化聚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)時間為3.5h。對

7、制備得到的丙烯酸改性氯化I萬方數(shù)據(jù)聚丙烯進(jìn)行測試表征，紅外光譜分析表明，提純后得到的改性氯化聚-1丙烯在1730cm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伸縮振動典型的吸收峰；采用DSC分析測試表明，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℃；對制備得到的改性CPP乳液采用納米粒度儀進(jìn)行分析表征，乳液粒徑約為300nm，粒徑分布較窄。(4)通過涂料配方的設(shè)計，制備得到了適用于聚丙烯的塑料涂料，對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

8、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-1432氧氣透過率和水蒸氣透過率較聚丙烯薄膜(7.3×10cm?cm/cm?s?Pa，2186.9g?cm/cm?s?Pa)有較大的改善，氧氣透過系數(shù)為2.6×10-1532/2。cm?cm/cm?s?Pa，水蒸氣透過率為172.2g?cmcm?s?Pa關(guān)鍵詞聚丙烯，蒙脫土，丙烯酸乳液，氯化聚丙烯，水性塑料涂料II萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTIn