马来酸酐接枝物原理与特性

2026/3/26 9:45:56 作者:小满

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。

马来酸酐接枝物和 PA 反应图

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。

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。

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