一种长链支化改性聚丙烯的制备方法

文档序号:41335251发布日期:2025-03-19 14:45阅读:15来源:国知局
一种长链支化改性聚丙烯的制备方法

本发明属于高分子材料,具体涉及一种使用丙烯酸正烷基酯作为单体长链支化改性聚丙烯而制备高熔体强度聚丙烯的方法。


背景技术:

1、聚丙烯(pp)是通过丙烯的聚合而得到的高分子化合物,是热塑性塑料四大品种(聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯)之一。因其具有原料来源丰富、生产成本低、密度小、熔点高、化学稳定性好、产品透明度高、无毒、易加工等特点,已成为包装、轻工、电子、电器、建筑、汽车等行业不可缺少的基本原材料。

2、但是由于聚丙烯大分子链的线型结构,导致聚丙烯存在很多缺陷,比如韧性差、成型收缩率大、低温易脆裂、耐性不足、耐老化差、热变形温度不高,在熔融状态下的熔体强度低,熔体不能表现出应变硬化效应,直接造成聚丙烯在熔融加工时的一些缺陷,包括在高速挤出涂布时的边缘卷曲和收缩、在热成型时出现的熔垂和局部变薄、在多层结构的共挤出时流体流动不稳定以及在挤出发泡时泡孔塌陷、难于吹膜及制备发泡制品等。由于这些缺陷,严重限制了聚丙烯在热成型、吹塑成型和发泡等成型加工领域的应用。

3、在聚丙烯分子链中引入长链支化结构是改善聚聚丙烯熔体性能的有效方法,长链支化结构的可以明显提高聚丙烯的熔体性能,改善韧性差、低温易脆裂等问题。目前长链支化聚丙烯的制备方法一般分为两类,一类是后改性法,即对商品聚丙烯进行改性,另一类是催化聚合法,即通过催化聚合将长链支化结构引入到聚丙烯分子链中。后改性法主要分为熔融接枝法、溶液接枝法、悬浮接枝法、固相接枝法和辐射接枝法。

4、悬浮接枝法由于其合成工艺简单、反应条件温和、体系黏度低、反应物料混合均匀、产品后处理容易和绿色环保等优点,近年来吸引力广泛的关注,具有广泛的应用前景。


技术实现思路

1、本发明的目的是要解决现有聚丙烯熔体强度低、韧性差、低温易脆裂等缺陷,进而影响聚丙烯应用的问题,而提供一种利用丙烯酸正烷基酯长链支化改性聚丙烯的制备方法。

2、一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,具体是按下述步骤进行的:

3、一、将1份聚丙烯、0.04份~0.8份丙烯酸正烷基酯单体、0.02份~0.15份界面剂、0.1份~0.4份共单体、1份~6份去离子水、0.001份~0.006份抗氧剂和0.001份~0.008份引发剂加入反应器中,在一定温度下下溶胀一定时间;

4、步骤一中所述的丙烯酸正烷基酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、丙烯酸二十四酯和丙烯酸三十四酯中的一种或几种;

5、二、对反应器进行升温,在一定温度下进行一定时间的接枝反应,得到反应产物;

6、三、首先对反应产物进行洗涤,再使用丙酮进行萃取,最后烘干,得到长链支化改性聚丙烯。

7、本发明的原理:

8、本发明采用水相悬浮的方法,先将聚丙烯在一定温度下溶胀,使引发剂和单体等反应物与聚丙烯混合的更充分;随后升高温度,使反应开始,丙烯酸正烷基酯单体接枝在了聚丙烯分子链上。由于聚丙烯分子链中引入了丙烯酸正烷基酯单体,使得聚丙烯产生了长链支化的结构,由于长支链的作用聚丙烯分子之间产生了缠结,同时长化支链也减小了聚丙烯的自由体积,大大提升了聚丙烯的熔体强度。

9、本发明的优点:

10、一、本发明将一定量的聚丙烯、丙烯酸正烷基酯单体、界面剂、共单体、去离子水、抗氧剂和引发剂在一定温度下溶胀之后,通过调控制备工艺,来调控长链支化改性聚丙烯的接枝效果;用以解决聚丙烯熔体强度低、韧性差、低温易脆裂等问题,进而提高聚丙烯的应用性能。

11、二、本发明通过采用简单的、环境友好的水相悬浮法,将丙烯酸正烷基酯单体接枝到了聚丙烯分子链上,改变了聚丙烯的分子结构,制备出了长链支化聚丙烯,改善了聚丙烯的熔体强度。

12、三、本发明采用的水相悬浮法具有工艺简单、绿色环保、成本低廉和加工效果良好等优点。



技术特征:

1.一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于所述制备方法具体是按下述步骤进行的:

2.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤一中所述的界面剂为苯、甲苯和环己烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤一中所述的共单体为丙烯酸。

4.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤一中所述的抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双(2,4-二叔工基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈、双环戊二烯或过硫酸铵中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤一中在40℃~80℃下溶胀30min~240min。

7.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤二中在75℃~95℃下接枝30min~480min。

8.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤三中所述的洗涤为依次使用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次~4次。

9.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤三中使用丙酮进行萃取的时间为2h~24h。

10.根据权利要求1所述的一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,其特征在于步骤三所述的烘干的温度为40℃~75℃。


技术总结
一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,本发明属于高分子材料技术领域。本发明公开了一种长链支化改性聚丙烯的制备方法,所述的长链支化改性聚丙烯所使用的方法为水相悬浮法,具体为:将聚丙烯、丙烯酸正烷基酯单体、界面剂、共单体、去离子水、抗氧剂和引发剂按照一定重量比加入反应器中,先在一定温度下下溶胀一定时间,随后在一定温度下进行一定时间的反应,最后进行洗涤、萃取和烘干。本发明利用丙烯酸正烷基酯作为单体来长链支化改性聚丙烯,解决聚丙烯熔体强度低的问题。该方法具有工艺简单、绿色环保、成本低廉和加工效果良好等优点。

技术研发人员:张昌海,张天栋,吴迪,迟庆国,邢照亮,胡春秀,郭少玮,张兆天,罗春明
受保护的技术使用者:哈尔滨理工大学
技术研发日:
技术公布日:2025/3/18
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