本发明涉及一种回收聚丙烯增刚改性剂的制备方法及其应用,属于高分子材料。
背景技术:
1、
2、聚丙烯在使用过程中易受光、热、氧和外力等因素影响,其分子结构发生变化,导致其刚性明显变差,从而为回收再次利用增加了难度。因此,提升回收聚丙烯的刚性成为回收聚丙烯高值化利用的重要一环。目前改性回收聚丙烯主要为通过加入填料、交联剂等方式来提高回收聚丙烯的性能,其中,环状羧酸钠盐可以通过增加回收聚丙烯分子链之间的连接点,提高分子链的支撑能力且使其形成更有序的晶体结构,从而提高回收聚丙烯的刚性,但由于其为小分子物质,与回收聚丙烯相容性较差,限制了其应用。
3、因此,亟需开发一种相容性好,通过改变回收聚丙烯的晶体结构来提升其刚性的回收聚丙烯增刚改性剂。
技术实现思路
1、本发明提供了一种回收聚丙烯增刚改性剂的合成方法及其应用,实现了回收聚丙烯刚性的增加,进而促进了回收聚丙烯的高值化利用。
2、为实现上述目的,本发明提供的一种回收聚丙烯增刚改性剂的分子结构,如下所示:
3、
4、一种回收聚丙烯增刚改性剂的制备方法,包括如下步骤:
5、s1、将25.83 g 2-氨基-5-羟基苯甲酸以及8.61 g六氢邻苯二甲酸加入到200 ml二甲苯中,在恒温油浴加热到体系温度为130 ℃,搅拌反应8 h,反应结束后减压蒸馏脱除二甲苯,将所得固体使用丙酮进行洗涤,在80 ℃烘干至恒重得到中间产物a;
6、s2、称取22.12 g中间产物a置入200 ml水中,在体系中加入4 g氢氧化钠。在25 ℃下搅拌反应8 h,反应结束后将所得固体使用丙酮洗涤,在80 ℃烘干至恒重得到中间产物b;
7、s3、称取14.6 g中间产物b置入200 ml二甲苯中,在130 ℃温度下搅拌30 min;在体系中加入17.1 g硬脂酸以及5 ml二甲基亚砜,用130 ℃温度,800 rpm转速搅拌8 h,反应结束后减压蒸馏脱除二甲苯,将所得固体使用丙酮进行洗涤,在80 ℃烘干至恒重得到所述回收聚丙烯增刚改性剂。
8、优选的,作为一种改进,所述步骤s1中使用原料2-氨基-5-羟基苯甲酸、六氢邻苯二甲酸的质量比为3:1。所述步骤s1-s3中反应时间均为8 h,所述步骤s1、s3中反应温度为130 ℃,所述步骤s2中反应温度为25 ℃。
9、本发明使反应温度和时间是基于溶剂的沸点、反应活性和生产成本确定,上述的反应条件为经过试验验证的最佳条件。
10、另外,本发明所述一种回收聚丙烯增刚改性剂制备方法中的各类反应条件及参数均为经过试验验证的最优条件。
11、本发明还提供了一种回收聚丙烯增刚改性剂的应用,上述增刚改性剂的添加量为回收聚丙烯质量的0.1%-1%。
12、优选的,所述回收聚丙烯增刚改性剂的添加量为回收聚丙烯质量的0.5%。
13、本发明合成的回收聚丙烯增刚改性剂添加量必须适量,才能更好的提升回收聚丙烯的刚性,上述添加量为经过试验验证的较优条件。
14、与现有技术相比,本发明具有以下技术效果。
15、1. 回收聚丙烯增刚改性剂分子链中的环状羧酸盐可以作为回收聚丙烯的成核剂,通过改善回收聚丙烯的晶体结构,促进其大球晶向微晶转变,从而提高回收聚丙烯的刚性。
16、2. 使用两种环状羧酸盐结合,六氢邻苯二甲酸上的羧酸基团与2-氨基-5-羟基苯甲酸上的芳香酰胺基团以化学键形式连接,形成了共轭体系,从而增加了分子结构的稳定性。
17、3. 硬脂酸链段的引入一方面起到了润滑作用,另一方面明显降低了整个分子结构的极性,使得其与回收聚丙烯具有优异的相容性,能够在回收聚丙烯基体中均匀分散,进而加速了回收聚丙烯分子链的运动,促进分子链重排,从而进一步提升回收聚丙烯的结晶能力,提高其刚性。
18、4. 2-氨基-5-羟基苯甲酸、六氢邻苯二甲酸、氢氧化钠以及硬脂酸通过化学键结合,得到一种新的回收聚丙烯增刚改性剂的化学结构,该回收聚丙烯增刚改性剂化学结构稳定,四种组分的链段不会分离,不会在加工过程中分解。
1.一种回收聚丙烯增刚改性剂,其特征在于,其分子结构如下:
2.根据权利要求1所述的一种回收聚丙烯增刚改性剂,其特征在于,按如下方法制备:
3.根据权利要求1或2所述的一种回收聚丙烯增刚改性剂在回收聚丙烯中的应用。
4.根据权利要求3所述的一种回收聚丙烯增刚改性剂在回收聚丙烯中的应用,其特征在于:上述回收聚丙烯增刚改性剂的用量为回收聚丙烯质量的0.1 %-1 %。
5.根据权利要求3所述的一种回收聚丙烯增刚改性剂在回收聚丙烯中的应用,其特征在于:所述回收聚丙烯增刚改性剂的用量为回收聚丙烯质量的0.5 %。