ПЭ с привитым малеиновым ангидридом

Полиэтилен, модифицированный ангидридом малеиновой кислоты (MAH-g-PE) — это функционализированный полиэтилен, в структуру которого привит малеиновый ангидрид (MAH). Такая модификация повышает совместимость полиэтилена с полярными материалами, такими как металлы, стекло и полярные полимеры (например, полиамиды, полиэфиры и EVOH).

Структура

Структура MAH-g-PE представляет собой полиэтиленовую (PE) основу с произвольно привитыми вдоль цепи функциональными группами малеинового ангидрида. Основная цепь полиэтилена обеспечивает гибкость, гидрофобность и механическую прочность, тогда как малеиновый ангидрид добавляет полярные свойства, улучшая адгезию и совместимость с полярными материалами. Прививка осуществляется через механизм свободнорадикальной реакции, при которой малеиновый ангидрид химически связывается с полиэтиленовой матрицей при помощи инициаторов, таких как пероксиды. Итоговая структура сохраняет общие свойства полиэтилена, но приобретает реакционноспособные ангидридные группы, которые могут взаимодействовать с гидроксильными, аминными и другими полярными функциональными группами, что делает материал востребованным для компатибилизации, повышения адгезии и упрочнения композитов.

Свойства

MAH-g-PE сочетает в себе свойства как полиэтилена, так и малеинового ангидрида. Он сохраняет гибкость, ударную вязкость и химическую стойкость полиэтилена, одновременно приобретая улучшенные адгезионные и совместимые свойства благодаря привитым группам MAH. Наличие полярных групп ангидрида повышает способность материала к сцеплению с полярными материалами — металлами, стеклом, полиамидами и другими полярными полимерами, что делает его эффективным компатибилизатором в полимерных смесях и композитах. MAH-g-PE также улучшает дисперсию наполнителей, таких как стекловолокно и древесные волокна, в полиэтиленовой матрице, что способствует повышению механических свойств композитных материалов. Кроме того, он обеспечивает лучшую смачиваемость поверхности и возможности для модификации покрытиями, что полезно в адгезивных слоях и многослойной упаковке. Степень прививки и молекулярная масса базового полиэтилена влияют на конечные свойства, включая поведение плавления, прочность адгезии и общую эффективность в конкретных применениях.

Области применения

• Клеевые слои в многослойных плёнках — применяется для соединения полиэтилена с полярными материалами, такими как EVOH и полиамиды, в упаковке для продуктов питания
• Компатибилизатор в полимерных смесях — улучшает совместимость полиэтилена с полиамидами (PA) и полиэфирами (ПЭТ)
• Связующее в композитах — повышает адгезию полиэтилена к наполнителям (стекловолокно, древесные волокна, наноматериалы)
• Модификация поверхности — используется в покрытиях и грунтовках для улучшения сцепления с металлом, стеклом и другими субстратами
• Покрытие труб и кабелей — повышает адгезию и долговечность в защитных слоях трубопроводов и электрических кабелей

Преимущества

• Повышает адгезию к полярным материалам, улучшая совместимость в многослойных структурах
• Улучшает дисперсию наполнителей и армирующих компонентов в композитах
• Сохраняет гибкость, ударную вязкость и химическую стойкость полиэтилена
• Обеспечивает лучшую смачиваемость поверхности для клеёв и покрытий
• Подходит для стандартных технологий переработки полиэтилена

Недостатки

• Эффективность прививки может варьироваться, влияя на стабильность свойств
• Чрезмерная прививка может снизить механическую прочность матрицы полиэтилена
• Возможное увеличение гидрофильности, что нежелательно для некоторых применений
• Более высокая стоимость по сравнению с обычным полиэтиленом из-за дополнительной стадии модификации
• Ограниченная термостойкость при очень высоких температурах из-за наличия групп малеинового ангидрида