進(jìn)入21新世紀(jì)來(lái)，關(guān)于聚合物化學(xué)反應(yīng)的研究取得了很大的進(jìn)展，對(duì)聚合物高分子材料，已從以往單純的各種聚合物共混改性發(fā)展到對(duì)聚合物進(jìn)行化學(xué)改性，改進(jìn)原有聚合物的性能或者形成具有嶄新性能的聚合物體系，從而擴(kuò)大現(xiàn)有品種高分子材料的應(yīng)用范圍。在單螺桿或者雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行高分子材料的化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)改性的一個(gè)重要途徑。它具有成本低、周期短、反應(yīng)效果好、便于規(guī)模化等特點(diǎn)?，F(xiàn)在應(yīng)用更多的是
馬來(lái)酸酐和聚烯烴材料在螺桿中的反應(yīng)。聚烯烴塑料主要有聚乙烯、聚丙烯等，作為通用塑料，以產(chǎn)量大、性能良好及低廉，而得到廣泛應(yīng)用。但是由于其固有缺陷，如表面能低、分子呈化學(xué)惰性，導(dǎo)致其制品粘接性、潤(rùn)濕性、印染性、可漆性、抗靜電性、氣體滲透性均差，與其它極性聚合物、無(wú)機(jī)填料等相溶性也差。這表明聚烯烴一類非極性高分子聚合物與極性高分子聚合物或者無(wú)機(jī)物的共混改性相關(guān)不好，將難于獲得具有優(yōu)良特性的極性——非極性高聚合物合金。為了擴(kuò)展它們的應(yīng)用領(lǐng)域，可以在聚烯烴鏈上接枝少量馬來(lái)酸酐，從而大大提高其填充、共混、復(fù)合、粘接等性能，也可以作為高分子聚合物材料的改性劑、偶聯(lián)劑和增溶劑來(lái)使用。例如在聚烯烴塑料中，只需要添加10%本產(chǎn)品，就可以明顯改善聚烯烴塑料的粘接性、可漆性；當(dāng)其作為尼龍?jiān)鰪?qiáng)體系的反應(yīng)型偶聯(lián)劑時(shí)，比傳統(tǒng)的液體偶聯(lián)劑如硅烷、鈦酸酯類偶聯(lián)劑更具有優(yōu)異的偶聯(lián)性能。所以國(guó)內(nèi)外的大公司都非常重視對(duì)本產(chǎn)品的研制與，例如杜邦公司Fusabondd E系列馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯和P系列馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯，就是典型的化學(xué)改性聚烯烴塑料。
馬來(lái)酸酐改性聚烯烴材料，國(guó)內(nèi)外需求量比較大，僅美國(guó)機(jī)制復(fù)合木材，如三夾板、五夾板等行業(yè)，每年以馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯作為粘接劑，需求量在3000—5000噸左右。
聚烯烴接枝馬來(lái)酸酐的方法很多，主要有溶液法、熔融法、輻射法和固相法等。但更重要的方法是熔融法，即所謂的“反應(yīng)擠出法”。熔融接枝可以在單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)或Brabender流變儀中進(jìn)行。將聚烯烴、MAH單體、引發(fā)劑和其他添加劑，在少量分散劑的幫助下均勻混合，然后將混合物加入擠出機(jī)料斗中進(jìn)行熔融擠出。影響聚烯烴接枝馬來(lái)酸酐反應(yīng)的因素很多，主要有引發(fā)劑品種和濃度，單體質(zhì)量濃度，添加劑品種和濃度，反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時(shí)間等。引發(fā)劑DCP濃度增加，接枝率相應(yīng)提高，但DCP用量過(guò)多，伴隨有交聯(lián)反應(yīng)；DCP固定不變時(shí)，接枝率隨MAH用量的增加而呈上升趨勢(shì)，但繼續(xù)增加MAH的用量時(shí)對(duì)接枝率的影響變??；反應(yīng)溫度低時(shí)，DCP的分解濃度高，但也有利于副反應(yīng)的發(fā)生，因而消耗了自由基，使自由基沒(méi)有明顯提高；熔融反應(yīng)時(shí)間（即擠出機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)速）對(duì)接枝率影響很大。螺桿轉(zhuǎn)速太快時(shí)，物料在料筒內(nèi)停留時(shí)間較短，反應(yīng)不充分，接枝率降低。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速太慢時(shí)，剪切力過(guò)小，致使引發(fā)劑分散不均，同時(shí)物料停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起嚴(yán)重的交聯(lián)而降低接枝率。
我們?cè)谒芰隙嘣獜?fù)合共混改性理論指導(dǎo)下，根據(jù)現(xiàn)有的條件，創(chuàng)新研制與了熔融指數(shù)調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)的馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴塑料，達(dá)到國(guó)內(nèi)水平，取得了較好的效果。
技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)
1）工藝創(chuàng)新：國(guó)內(nèi)外如杜邦同類產(chǎn)品在同一品種、同一材料相同的馬來(lái)酸酐接枝率和殘留量時(shí)，其熔融指數(shù)也是定值，而客戶在使用時(shí)根據(jù)不同狀況要求有不同的熔融指數(shù)。我們經(jīng)過(guò)不斷摸索不斷總結(jié)，創(chuàng)新提出在配方中添加新的助劑，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品的熔融指數(shù)，以滿足客戶多方面的需要。
2）設(shè)備創(chuàng)新：為達(dá)到工藝配方上的創(chuàng)新，造粒設(shè)備就要適當(dāng)改變過(guò)去的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，滿足新工藝配方的要求。
3）工藝、配方的關(guān)鍵：熔融指數(shù)調(diào)節(jié)劑的添加，不僅可以改變產(chǎn)品的熔融指數(shù)，而且同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的其它指標(biāo)產(chǎn)生了影響，要達(dá)到理想的各項(xiàng)指標(biāo)，篩選工作將是大量的。同時(shí)各個(gè)調(diào)節(jié)劑的效能比較、成本的比較也是必須考慮的重要因素。
4）造粒設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整：這是關(guān)系到熔融指數(shù)調(diào)節(jié)劑以更小的添加量產(chǎn)生更大的效果的重要關(guān)鍵。
通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的手段在聚烯烴分子鏈上接枝數(shù)個(gè)馬來(lái)酸酐分子，使產(chǎn)品既具有聚烯烴的良好加工性和其它優(yōu)異性能，又具有馬來(lái)酸酐極性分子的可再反應(yīng)性和強(qiáng)極性，也可以作為偶聯(lián)劑和再反應(yīng)改性劑使用，在塑料領(lǐng)域具有廣泛的用途?？梢杂糜诰郾?、高密度聚乙烯的填充、玻纖增強(qiáng)的偶聯(lián)劑，無(wú)機(jī)與有機(jī)顏料、阻燃劑與聚乙烯之間的偶聯(lián)劑。也可以聚烯烴與尼龍、EVOH、金屬等的共擠粘合劑，或者聚烯烴與尼龍合金體系的相容劑，尼龍的增韌劑，色母粒的載體樹(shù)脂，工程塑料的增韌改性劑、塑料共混物的增容劑、防霧地膜的延長(zhǎng)防霧期改性劑等。
使用時(shí)如馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴作為相容劑、增韌劑、偶聯(lián)劑，本品通常的添加量為2—30%?；旌暇鶆蚝?，按原有的工藝，就可以出高質(zhì)量的需要的產(chǎn)品。
