1、什么是聚合物接枝改性？

聚合物接枝改性是一種采用自由基聚合反應(yīng)在聚合物高分子鏈上引入極性或功能性側(cè)基的改性方式。聚合物經(jīng)接枝改性后具有極高的極性，或帶有特殊的功能性基團(tuán)，可提高聚合物的粘結(jié)性、可印刷性，同時可用于相容劑、增韌劑、以及各類功能材料等。

聚合物接枝改性有熔融法、溶液法、懸浮法和固相法等，其中熔融法可在雙螺桿擠出機(jī)中實施，成本較低，最為常用。

2、聚合物接枝改性的作用

聚合物通過接枝改性引入極性官能團(tuán)后，會產(chǎn)生各類新的作用，主要的幾類作用介紹如下。

1、阻燃作用

通過接枝化學(xué)反應(yīng)，將具有阻燃功能的元素或基團(tuán)引入高分子主鏈或側(cè)鏈上，使聚合物變成本征阻燃性樹脂。

例如，將硼、硅、硫、金屬等引入樹脂中，可以提高樹脂的阻燃性能。如1.2%硅烷接枝PS的氧指數(shù)由18.3%增大到20.6%，9.2%硼接枝PS的氧指數(shù)由18.3%增大到25.6%，2.1%硅烷接枝EVOH的氧指數(shù)由21.8%增大到24.8%，2.01%硼接枝EVOH的氧指數(shù)由21.8%增大到33.2%。

2、相容劑作用

通過接枝化學(xué)反應(yīng)，將具有反應(yīng)性的官能團(tuán)引入樹脂的側(cè)基，提高與其它聚合物的相容能力，可以用于聚合物合金的相容劑，如聚乙烯接枝馬來酸酐就是典型的HDPE/PA的相容劑。

3、增韌劑作用

很多彈性體自身的增韌效果很好，但是因為與增韌基體樹脂的相容性不好，而難以發(fā)揮出應(yīng)有的增韌效果。對這類彈性體進(jìn)行接枝改性處理后，可以大大提高與增韌基體樹脂的相容性能，使增韌性能大幅度提高。

如純POE對PP的增韌效果很好，但對于PA則一般，主要是因為POE與PA的相容性不好；如果用馬來酸酐進(jìn)行接枝改性形成POE-g-MAH，則提高了與PA的相容性，成為PA最優(yōu)秀的增韌劑。

再如，純SEBS對PET和PBT的增韌效果一般，原因也是兩者相容性不好，如果用甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA)進(jìn)行接枝改性形成SEBS-g-GMA，則是PET、PBT一種優(yōu)秀的增韌劑。

3、聚合物接枝改性的配方組成

聚合物的接枝配方主要由樹脂、接枝單體、引發(fā)劑及抗氧劑組成。

(1)樹脂

樹脂為接枝的主體，常用的有PP、HDPE、LDPE、LLDPE、EVA、PS，POE及EPDM等。

(2)接枝單體

單體為接枝物。一般為酸性或堿性有機(jī)化合物，具體有馬來酸酐(MAH) 及其衍生物、丙烯酸(AA)及其衍生物、甲基丙烯酸(MMA)、不飽含脂肪酸、亞甲基丁二酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、油酸(OA)、醋酸乙烯酯(VAC)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酰胺(AM)、 乙烯基硅烷及不飽合硅烷等。

一般接枝單體的鏈越長，接枝效率越低。最常用的接枝單體為馬來酸酐，它具有反應(yīng)性極高的雙鍵，且在加工條件下不易自聚合。單體的加入量一般在1%左右，也可根據(jù)實際應(yīng)用要求提高加入量，最高加入量可達(dá)20%。

有時為了提高接枝率，降低副反應(yīng)產(chǎn)生的概率，需要加入第二單體。第二單體有苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸酯等。尤其是GMA接枝，單一單體接枝效率低，需要加入苯乙烯第二單體，有時還需要加入電子供體，具體如二甲亞礬、二甲基乙酰胺等。

(3)引發(fā)劑

引發(fā)利的作用為引發(fā)接枝單體與樹脂反應(yīng)，具體有過氧化苯甲酰(BPO)、 過氧化二異丙苯(DCP)、 2，3-二甲基2，3-二苯基丁烷(DMDPB)、丙烯酰胺(AM)、 2，5-二叔丁基過氧化基-2，5-二甲基3-乙炔(LPO)及1.3-二叔丁基過氧化異并苯等，加入量一般為0.1%左右。

DMDPB為新型引發(fā)劑，與BPO和DCP比較，雖其引發(fā)效率不高，但其優(yōu)點為分解溫度高，生成的自由基較為穩(wěn)定，降低了接枝物交聯(lián)而生成大分子凝膠的概率，使接枝物在加工中不出現(xiàn)凝膠或凝膠含量低。

近年來開始研究復(fù)合引發(fā)劑的應(yīng)用，如DCP：BPO=1：1并用時，接枝率增加1倍。例如用DCP和BPO雙重引發(fā)十一酸接枝PP，接枝效果比單獨使用要好得多。

在具體選用時，不同樹脂適合不同的引發(fā)劑例如PP用DCP為引發(fā)劑，副反應(yīng)嚴(yán)重，降解程度高；而選用BPO為引發(fā)劑，則PP只發(fā)生少量降解，且隨引發(fā)劑濃度增加變化很少。GMA單體接枝時、一般要用DCP引發(fā)劑。

(4)抗氧劑

抗氧劑可防止在接枝反應(yīng)的同時發(fā)生降解反應(yīng)，主要加在PP和ABS等易降解樹脂中，具體品種有抗氧劑1010等，加入量0.5%左右。

近年來開發(fā)出復(fù)合接枝技術(shù)，即在一種樹脂上接枝兩個或兩個以上單體，使之形成多單體接枝物，具有更優(yōu)異的性能。例如，用MAG或GMA接枝PP時，加入第二單體苯乙烯，可有效控制PP的降解，提高M(jìn)AH或GMA的接枝效果。