[发明专利]接枝改性超细聚烯烃及其固相接枝方法

说明书

本发明提供了一种超细粒径聚烯烃采用固相接枝制备接枝聚合物的方法及其制备的接枝聚合物，所述方法是在容器中加入聚烯烃、接枝单体、引发剂和界面剂，搅拌混合均匀；加热进行固相接枝反应；获得所述的接枝聚合物；所述聚烯烃呈颗粒状，平均粒径为20～300微米，标准差为2～15微米。相比于其他制备高接枝率接枝聚合物的方法，该方法更为简单有效且操作简单。所述接枝聚合物的热性能、力学性能、极性等方面均有明显的改善，并保持了聚烯烃原有的优良性能。

技术领域

本发明涉及一种接枝聚合物及其制备方法，具体涉及一种接枝改性超细粒径聚烯烃及其固相接枝方法。

背景技术

聚烯烃，以聚丙烯为例，聚丙烯作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但是这些聚烯烃的耐寒性、耐候性、耐光性、染色性、粘接性、抗静电性、亲水性均很差，而且与其它极性聚合物、无机填充及增强材料等相容性也很差，这些缺点制约了聚烯烃(例如聚丙烯)在包装材料领域、汽车工业、电子工业以及医疗器械等方面的应用。

为了改进聚烯烃的性能，并扩大其应用范围，需要对聚烯烃进行改性。聚烯烃改性的方法有很多，接枝改性就是其中非常重要的一种。接枝改性的工艺有化学接枝、机械接枝、光接枝等，其中化学接枝又包括溶液接枝、固相接枝、熔融接枝、气相接枝、悬浮接枝等。固相接枝聚烯烃，尤其是固相接枝聚丙烯的研究起步较晚，在20世纪80年代末，Rengarajan等首次报道了用固相接枝法制备马来酸酐官能化聚丙烯，随后陆续报道的用于固相接枝法改性聚丙烯的单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、4-乙烯基吡啶、丙烯腈、2-羟乙基丙烯酸甲酯等。近几年这种方法被越来越多的研究者用来改性聚烯烃，与其它接枝工艺相比较，固相接枝法不仅可以在保持聚烯烃原有性能的情况下引入极性官能团，而且具有低温、低压、低成本、较高的接枝率和无需溶剂回收等优点。

然而，固相接枝法改性聚烯烃目前所面临的一个较大的困难在于常规的工艺或技术制备出的接枝改性聚烯烃的有效接枝率很低，目前文献中的报道一般只能达到1％，显然这样低接枝率的改性对于聚烯烃的性能的改善是有限的。近年来，研究者们为了提高接枝率研发了一系列的固相接枝反应工艺，例如：超临界二氧化碳协助固相接枝、磨盘形力化学反应器接枝改性聚丙烯、超声波辅助的固相接枝法、共单体熔融接枝法、辐射接枝法等方法。虽然这些方法都能在一定程度上降低接枝温度和接枝时间并提高接枝率，但是整个反应工艺操作过于复杂，而且引入了新的介质或设备，这些都极大地提高了生产成本，难以实现大规模低成本生产。所以研究采用常规方法低成本制备高接枝率接枝聚合物就非常具有意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种有效的聚烯烃固相接枝制备高接枝率接枝聚合物的方法，采用该方法能够简便且高效地制备出接枝率较高的接枝聚合物，更为有效的对聚烯烃进行改性，改善聚烯烃的性能。

为了解决以上技术问题，本发明提供了超细粒径聚烯烃采用固相接枝制备接枝聚合物的方法，包括以下步骤：

在容器中，加入聚烯烃、接枝单体、引发剂和界面剂，搅拌混合均匀；加热进行固相接枝反应；获得所述的接枝聚合物；

所述聚烯烃呈颗粒状，平均粒径为20～300微米，标准差为2～15微米。

根据本发明，所述聚烯烃的粒径分布近似于正态分布。

根据本发明，所述聚烯烃的平均粒径优选地为20～200微米；标准差优选为5μm-15μm，更优选为6μm-12μm。

根据本发明，所述聚烯烃的粘均分子量为1×10³～1×10⁷，优选为1×10⁴～6×10⁶。

根据本发明，所述搅拌混合的时间为30分钟到5小时。所述的搅拌的目的在于使反应物能够充分混合均匀，原则上搅拌时间越长对反应越有利，优选的搅拌时间为1小时到4小时。