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采用Ziegler-Natta催化剂制备的线性结构聚丙烯(PP)是一种综合性能优良的通用塑料,应用十分广泛。但传统工艺生产的线性PP在需要高流动性的薄壁注塑成型和高熔体强度的热成型等领域受到限制。工业上常采用过氧化物引发PP反应挤出的方法,对PP的流动性和分子结构进行调控,但过氧化物及其副产物的残留会造成PP品质的降低,并大大减少PP制品的使用寿命。本文针对以上缺点,创新性的利用具有强氧化特性以及反应后无残留的臭氧(O3)气体替代有机过氧化物,引发PP反应挤出,对PP进行了可控流变改性和长链支化改性的研究,具体研究内容和结果如下:(1)在PP的熔融挤出过程中引入O3,可以高效的引发PP产生自由基,导致大分子链发生氧化和断链反应,制备了可控流变聚丙烯(CR-PP)。CR-PP的熔融指数和流变学结果表明,喂料速度越低、主机螺杆转速越高、挤出温度越高,PP降解程度越大,流动性越高。因此,可以通过挤出机参数调控PP的分子量和分子量分布,获得所需流动性的PP。(2)在O3氧化PP的反应挤出过程中,添加多官能度单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),利用O3引发的大分子自由基引发长链支化反应,成功制备了长支链聚丙烯(LCB-PP),最大支化点密度达到0.495/1000 C。实验中成功制备的LCB-PP,具有较高的弹性、较高的零剪切黏度、较低的损耗系数和较长的松弛时间;熔体拉伸测试中表现出了明显的应变硬化现象,熔体强度有所提高;结晶温度和熔融温度较纯PP有所提高,晶粒发生细化;力学性能较纯PP也有所提高。LCB-PP的流变学数据表明,单体含量过低、挤出温度过高、喂料速度过低以及主机螺杆转速过高使PP的断链反应为主反应,导致长链支化反应程度较低。(3)为更灵活的调节LCB-PP的支化度,探究支化单体官能度的不同对聚丙烯支化反应过程和支化产物结构的影响,在反应挤出过程中分别添加了单官能度单体(GMA)和双官能度单体(HDDA)。探究发现,在实验用量范围内,PP与GMA发生接枝反应,但没有生成长链支化结构;在较高的HDDA含量下(2.0wt%以上),HDDA有效的引发PP形成长链支化结构,最大支化点密度达到0.346/1000 C;但在较低含量下(1.0wt%以下),HDDA不能有效的引发PP形成长链支化结构。